110kV综合自动化变电站的电气二次设计分析

摘要：随着计算机技术、通信技术、数据分析技术等的快速发展，变电站的综合自动化水平得到了大幅提升。变电站二次部分作为支撑变电站运行的重要组成部分，其设计优劣将直接影响系统未来运行的可靠性。基于此考虑，本文将分析目前自动化变电站电气二次设计需要主要考虑的各个方面。

关键词：变电站;综合自动化;二次设计

现代的电力工业技术主要由3个方面构成，分别是发电、输配电设备，继电保护以及安全闭锁装置，自动化系统。在电力工业的不断发展过程中，发电以及输配电设备的可靠性不断提高.继电保护以及安全防护动作准确率以及速度的提高以及自动化系统工作稳定性，可以说对于现阶段的电力工作发展而言，这3种技术不可分割。其中，继电保护以及各种安全防护装置的应用可以有效地提高整个电力系统运行的可靠性，统称为二次设备。

一、综合自动化变电站电气二次设计与自动化系统的关系简述

综合自动化变电站电气二次的设计是集成微机控制、遥控遥测、通信控制等新技术于一体的综合设计技术，对提高变电站的自动化水平、提高系统节能运行、具备无人值守能力等具有重要意义。综合自动化系统主要是通过计算机网络技术、通信技术以及数据处理技术等一些新技术来监控整个变电站，同时实现站内各电气设备间的信息交互，从而共享系统内部的信息资源。区别于变电站一次部分，电气二次主要功能是保护、监控电气一次设备，对一次设备中的等级变换能够有效调节，通过确保设备的安全稳定运行来实现整个系统更加稳定的运行。从变电站自动化系统的角度来说，可以将二次设备及系统看成自动化系统中的一部分，用于服务一次设备。并通过一些电工技术的应用，完成继电保护、跳合闸等动作。除此之外，考虑到综合自动化变电站功能的实现，变电站自动化系统所发挥的作用与电气二次系统所发挥的作用具备显著差异。

二、110kV綜合自动化变电站的电气二次设计要求分析

（一）GPS对时

对于综合自动化变电站而言，为确保内部各装置运行的一致性，需要在电气二次设计时设置一套独立的GPS时间同步系统，并配备一套标准同步主时钟，采用时间同步扩展装置来满足变电站内部不同系统、装置、智能设备的对时需要。

（二）防误闭锁

对于综合自动化变电站而言，要设置防误闭锁来避免高压设备出现误操作等现象，以确保高压系统的运行可靠性。目前防误闭锁可以分为电气型与微机型。对于电气型，电气连锁操作可以优化各个电气回路，借助防误闭锁设备优化系统运行。但这种方式需要设计多条二次电缆，因此凸显了操作的困难度，尤其在后期的二次接线检查与更改时需要耗费大量的人力与物力。相对于电气型，通过微机控制防误闭锁设备具有显著的优势。通过构建数字化逻辑的闭锁规则，在处理二次电气线路时可以忽视电缆线的衔接来进行全方位的优化设计。

（三）小电流接地选线

对于存在小电流接地的系统，若不进行良好接地将导致系统两端电压升高。严重时将导致系统绝缘薄弱处的绝缘击穿，从而引起短路造成系统设备烧毁。因此在进行综合自动化变电站电气二次设计时需要充分考虑小电流接地系统的选线情况，为了达到系统安全运行的需要，要进行合理科学的接地线选线。主要包括几个方面：（1）明确接地线动作指令是信号发送还是跳闸;（2）选择灵敏度与精度合适的零序互感器，确保信号采集正常;（3）接地线选线要独立于通信网，同时考虑电缆的接线方式。

（四）继电保护方面

对于综合自动化变电站而言，没有继电保护将无法运行整个变电站系统，且继电保护系统需要与监控系统独立，即当监控系统的各种软件或者硬件发生故障退出后，继电保护系统中的各单元依然可以正常运行。这样，综合自动化变电站在运行时即使出现一些系统问题，通过继电保护系统的正常运行，依然可以确保所处单元的正常运行。目前，综合自动化变电站的自动化系统主要针对主变、进出线路、母线、补偿电容器、接地变等进行相应的测控，并配备独立的保护测控装备，对各目标的电压、电流、相位等数据进行实时采集，并通过集成的硬件CPU与保护程序对各对象进行保护。因此，对综合自动化变电站电气二次系统进行设计时，需要重点考虑其保护对象（一次设备）的特点，设计与配备合适的保护功能，制定严谨的保护逻辑，并进行严格的保护测控装置、CT、PT的选型。

（五）四遥

四遥是综合自动化变电站运行所需的最基本的功能，变电站内部其他功能多以四遥功能为基础，通过对四遥数据进行处理而实现的。随着网络技术的普遍使用，四遥数据实现了实时共享，并通过综合自动化系统进行数据分类与传递，确保各执行部门能够有效调取数据，进行相应的操作。在综合自动化变电站电气二次设计时，需要重点考虑四遥部分在变电站系统中的位置，明确变电站系统各部分对四遥数据的需求，完成相应二次电缆的设计与连接，以期能够最大限度的发挥四遥的功能，充分利用四遥数据来指导变电站的日常运行、检修维护、事故分析等工作。

（六）跳合闸操作方面

综合自动化变电站的电气二次系统设计需要考虑断路器、接地刀闸的操作，确保这些操作能够保持足够安全的距离。因此，在进行这一部分设计时，要实现对断路器、接地刀闸的动作机构进行合理、科学的逻辑设计，确保系统能够实现稳定且安全的运行。以断路器而言，其跳合闸的弱电信号能够与线圈的强电信号回路进行稳定和安全的运行。除开动作机构的电气二次设计，还需要将测控装备的控制信号与动作信号进行隔离，确保信号之间不会干扰。

三、结束语

综上所述，综合自动化变电站的电气二次设计需要与自动化系统的功能相对应，及相应的装置与设备既要保证系统运行的可靠性，也要具备协调可控能力来保障各设备的安全可控。因此，从继电保护、四遥、备自投、SOE、GPS对时等方面开全面的电气二次设计是综合变电站设计与建设的重要内容，通过合理与科学的设计能够有效维持电力系统的安全稳定运行。

参考文献：

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[2]曹文辉.智能变电站电气二次设计常见问题及处理对策[J].江西电力，2019，43（4）：26-28.

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作者简介：倪宗旭（1985-），女，贵州遵义人。