变电站工程电气二次设计分析研究

杜旭辉

摘 要：随着科学技术的不断进步，数字化技术和智能化设备的使用已经成为电网领域提升自身工作效率的主要发展趋势，技术人员要充分做好变电站的建设工作，根据变电站的实际选择使用最适合的数字化技术，在短时间内构建最适合后续发展的工作网络，促进智能电网的顺利建成，促进电网在运作的过程中发挥出其最大的效率。

关键词：变电站;电气二次设计;负载校验

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）07-083-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.041

工业化进程的快速发展切实促进了社会生产力水平的不断提升，百姓生活质量也在这一背景下得到了显著完善，各种功能和型号的电气设备被广泛应用到各行各业，社会各界对于电力资源的需求量也呈现出逐年增长的态势。在电力操作系统中，变电站可以对现有电压进行动态调整，确保社会各部门都可以使用最适宜电压的电力资源，使电力运输长期保持安全稳定的状态，具有十分重要的作用。在变电站运营过程中，电气二次设计具有极为重要的价值，其主要功能表现在实时监测变电站工作状态，记录和测量各种数据信息，工作人员也能够根据实际情况调整状态，保证数字化变电站的顺利建成和使用。

1 电气二次设计的应用原则

1.1 基本原则

对于数字化变电站而言，以往的电气二次设备主要由继电保护装置、故障录波装置、远动装置等装置组成。这些复杂的电气二次设计工作在实施过程中，需要相关设计人员依照原本的模块实施设计工作，每类设备之间要经过高速网络的连接。电气二次设计工作在实施时不会重复出现具有相似功能的接口，很多常规功能装置可以在电气二次设计工作的支持下转变为具有针对性功能的操作系统[1]。数字化变电站的技术人员所使用的互感器能够输出电子信号，这种互感器在处理电压信号的过程中不会出现任何误差，保证各项数据信息的真实度，整个系统的工作精度都可以在原有基础上得到显著提升。数字化变电站的数据往往通过光纤进行传输，从根本上排除其他因素信号对数据信息真实程度的干扰。变电器的基本参数信息如表1所示。

1.2 同期合闸

在变电站的运行过程中，技术人员通常采用同期合闸的操作方式，对变电站的工作状态进行调整，保证同期合闸操作的顺利进行，有效减少变电站工作中出现的安全隐患，使系统在运营过程中具备更高的稳定性。技术人员不仅要提升工作效率，更重要的是保证操作环节在安全稳定的环境中顺利开展，每个同期装置都必须具备相应的闭锁功能，从根本上杜绝出现操作上的误差。

对于差频同期而言，技术人员需要保证系统角差值为零的时候进行合闸，这种操作方式能够减弱系统产生的冲击。在电场中，并网起到了发电机的作用，要求其工作效率较高，这样才能够准确捕捉第一次零角度合闸，切实保证所有电力资源能够得到合理应用，不会产生电力资源浪费的情况。在数字化变电站运营的过程中，系统应该具备自动识别功能，才能在第一时间了解并网的性质，并在较短的时间内了解服务对象的类别，根据实际情况采取多条路线共用的工作方式。

变电站可以应用自动化的电脑系统操作同期选线器，通过控制上位机，选择最为适合的同期点。控制器在工作过程中可以根据实际情况使用最适合的数学模型，精确捕捉差频并网中首次出现的相差信号，切实保证无冲击并网工作的顺利进行，需要相关技术人员注重使用这种崭新的技术，在执行工作任务时拓宽思路[2]。

2 电气系统的设计内容

2.1 测量

数字化变电站在运行的过程中会设置双方向的电度表。在10kV的线路中设置三相四线的有功电度表，在电容器线路中应设置无功的三相四线电度表。在最核心的电度表上，技术人员要根据实际情况设置适当数量的电压检测仪，实时监测每个电压路线的实际运作情况。

2.2 电能采集

技术人员要根据实际情况，为变电站配置一套适合的电能采集装置，并配置一面组屏，采集装置的使用能够让技术人员更好地利用监控系统接口，保证内部数据信息都可以得到精准采集，并依照既定的指令记录和存储所有定量数据，防止出现数据丢失的情况[3]。

2.3 直流系统

整个变电站需要设置一套配套的直流系统，技术人员需要按照双重双馈的原则选择配置，这套配置能够更好地服务于变电站内部的电气二次设备，并且能够更好地为通信自动化系统提供电力能源。直流系统一般情况下需要采用110V电压，并且需要选择使用300A时的蓄电池组，根据实际需要选择适合数量的蓄电池，平均将其分配为两组，按照两小时的指标考虑事故停电产生的时长。直流系统一般情况下会采用单母线的方式实施分段接线，每个工作节点需要设置分段开关，每一段母线都需要在电路中配备相应的充电装置和蓄电池组。充电装置在使用的过程中会选用高频开关电源，工作模块需要按照N+1的指标进行配备。每组充电机需要选择和使用4个模块，在选用蓄电池的时候，应该采用阀控是蜜蜂铅酸电池，这种电池在使用的时候需要利用专门的蓄电池。每套系统在使用的时候，他应该配备一套微机绝缘检测装置，并且需要配以一套蓄电池的容量监测仪器，这样能够更好地采用混合型供电系统。110kV的变电站一般情况下都会利用放射性供电装置，每隔一段时间，电路系统会按照双回路的方式直接从直流亏相平装置当中获取相应的电力资源。对于10kV的工作部分，需要采用相应电压，10kV的母线实施分段设置，每一段母线在使用的过程当中，都需要依照双回路的形式来配置。

2.4 站内监控系统的构建

技术人员在设置相关的监控系统时应进行多方面的思考，要以间隔的区间为基本单位，根据实施对象的实际情况执行系统设计工作，监控系统中的总控制开关应积极采用双机配置的设备。整个系统在建设时总共分为两个层级，其一是站级层，其二是间隔层。设置网络时要根据双网运作模式进行精细化考量，通信介质需要根据实际需要选用适合规格的双绞线，也可以根据实际情况使用更加适合的光线。站级层在运作时应选用总线型结构，其中包含监控设备、终端以及打印机等多种设备辅助日常基本工作的顺利进行。间隔层在运作时应采用总线型网络，技术人员需要根据实际需求采用最为适合的10kV的测控设备，要设置10kV规格的开关柜。主变测控装置要具有保护功，并放置在主控室中。其他智能设备在使用时可以通过通信口或者是相关智能设备进入到监控系统中。使用三级控制方式也是极为重要的，断路器的工作状态以及监控系统都能够通过操作保护屏进行调整[4]。

2.5 继电保护装置及安全自动设备的使用

主保护为一个具有二次谐波制动功能的电脑系统，以及具备主变本体非电量保护装置组合而成，更好地保护位于动作跳变压器两侧的断路器装置，同时要配备保护110kV的复合电压过流保护装置，根据实际情况，为了能够让保护效果得到提升，还可以在其两侧设置零序过流保护装置，无论是主保护还是后备保护装置都需要放置在同一个机箱内部。10kV侧应该根据变电站的实际情况设置安装一个10kV的复合电压过流保护装置，作为10kV的母线和馈线设备的近端故障后备。10kV线路需要采用具有分散式特点的微机型速断装置，还要具有失压保护功能，具备过流保护功能，并设置不平衡电流保护装置。变电站具有10kV的中性点，技术人员需要在其附近安装消弧线圈的接地装置，这种接地装置本身需要具备跳闸出口性能，才能对变电站实施更加全面的保护。

3 结语

电气二次设计工作提出了诸多设计思路，促使变电站能够在更为安全稳定的环境中顺利运作，保证变电站工作更加可靠稳定，并满足当今社会的实际需求，提高变电站在执行工作任务时的效率，为社会各个领域电力资源的高效使用作出重要贡献，推动我国的经济建设取得长足进步。

参考文献

[1] 陈肖珂.基于大中型常规集中式光伏并网升压站的电气二次设计分析研究[J].通信电源技术，2021，38（2）：50-54.

[2] 王宝英.供电110kV变电站的电气二次设计研究[J].中国高新科技，2020（20）：19-20.

[3] 齊凯.电气二次设计常见问题探讨[J].电子世界，2020（7）：77-78.

[4] 李涛.智能变电站的电气二次设计策略研讨[J].科技资讯，2018，16（32）：53，55.