110kV综合自动化变电站的电气二次设计探究

刘勇平

（国网陕西省电力有限公司延安供电公司）

0 引言

综合自动化变电站属于时代发展的重要产物，与传统变电站相比，所具有的优势较多，它可以有效实现变电站的智能化运行和管理。在110kV综合自动化变电站中，电气二次设计作为一项重点内容，对于保证变电站正常、稳定地运行有着至关重要的作用。对此，在110kV综合自动化变电站电气二次设计的时候，必须掌握各项设计要点，并且加强对设计注意事项的掌握力度，以此保证电气二次设计方案的可靠性。

1 电气二次设计分析

电气二次设计主要是利用自动化技术、遥控技术、微机控制及通信控制等手段，对变电站的实时运行进行监控，具有综合性，能全面掌握变电站的运行情况［1］。在进行电气二次设计的时候，需要对功率测量、设备监控、设备运行等方面进行综合考虑，构建完善的变电站系统。同时，随着自动化程度的极大提升，变电站可以实现无人值守运行，具有很高的节能性能。另外，在进行电气二次设计的时候，包含的内容有很多，所以必须严格落实到位，这样才能保证良好的设计效果，电气二次设计如图1所示。

图1 电气二次设计

2 电气二次设计要点

掌握各项设计要点，例如：操作系统电源设计、智能监控网络设计、组屏方案和端子排图设计等，下面针对这几点内容展开分析和阐述。

2.1 操作系统电源设计

在110kV综合自动化变电站电气二次设计的时候，操作系统电源设计作为一项重点内容，通常采用直流电源供电方式，以此保证供电的稳定性和安全性［2］。同时，在操作系统电源设计的时候，需要注意电源供电的稳定性和安全性，一定要具备足够的容量，这样主要是保证故障产生以后，设备依旧能够正常运作，确保供电质量。在设计的时候，还需要注重对蓄电池的使用，主要是将化学能转化为电能，从而实现供电，并且这种方式具有一定的独立性，与其他电力系统运行处于相互隔离的状态，在出现故障后，能确保供电的稳定性。

2.2 智能监控网络设计

在110kV综合自动化变电站结构中，通常可以分为过程层、架空层以及网络层，并且这三层都需要进行网络方案独立设计，所以在电气二次设计中，可以将变电站的各个电源监控系统进行有效地整合，从而构建一个一体化的监控网络系统，对电气设备进行实时监控，获取相应的运行数据和信息［3］。在电气设计时，通过总线进行连接，将电气设备的电源相关模块与监控设备进行直接连接，这样不仅可以降低设备成本，也可以提升监控设备的运行性能。另外，可以借助分布式设计理念，在总线的基础上，对电源监控模块进行设计，并且利用智能化的网络端口，对监控设备进行有效地控制，这样可以实现一体化的监控效果。通过利用该方案，可以降低监控设备负荷以及系统处理负荷，避免产生大量的能耗。

2.3 组屏方案以及端子排图设计

110kV综合自动化变电站组屏的方案与常规变电站组屏方案有着很大的不同，主要是在功能方面更加齐全，并且相对较为简单统一。对此，在电气二次设计期间，需要对不一样的电压电气装置进行组屏，并且将单独组屏进行合并，将变电站远程控制的主机以及监控主机放置于主控室，设置相应的管理机，从而实现一体化管理模式。从端子排图设计（如图2所示）的角度来说，取消第一次与第二次间端子排列设计，并且结合实际情况，优化多余的控制回路，从而实现电气二次设计的简化，降低故障产生的可能性，提升110kV综合自动化变电站运行的可靠性和稳定性［4］。

图2 端子排图设计

2.4 跳合闸操作设计

110kV综合自动化变电站断路器和接地刀闸等方面也是电气二次设计的主要内容，并且在远距离操作期间，需要利用二次回路完成变电操作，跳合闸操作设计如图3所示。

图3 跳合闸操作设计

在电气二次设计期间，主要是围绕操作机构进行设计，从而实现自动化系统运行模式，也有效实现跳合闸内部弱电信号与线圈自身强电回路之间的转换。同时，在电气二次设计期间，需要对110kV断路器进行独立设计，确保断路器操作的独立性。通常情况下，会结合实际情况在110kV断路器内部设置保护装置，这样可以实现良好的跳合闸连接。测控装置主要是围绕跳合闸信号进行设计，并且对隔离开关有着一定的依赖性。

2.5 后台监控设计

110kV综合自动化变电站运行期间，为确保电气二次设计方案的可靠性，需要结合实际情况，加强对后台监控的优化，因此后台监控也是电气二次设计的重点内容，必须给予应有的重视。在后台监控设计期间，应对设计要点进行严格的把握，并且由于未设置中央控制屏装置，而是采用监控器加强装置，所以应合理选择监督与控制系统的软件，这样才能实现良好的监控效果，实现变电站一体化的运行模式［5］。同时，在操作期间，可以利用后台监控系统对电气设备的运行情况进行实时掌握，并结合具体情况有针对性地进行优化和处理，确保良好的性能。另外，为确保监控系统在后台运行的稳定性，必须发挥其自身的性能，所以在设计期间，可以利用交直流供电的方式，确保供电的稳定性和持续性，结合现场发出的预警信息，实施自动化处理和故障隔离，一旦产生故障，应立即通知相关人员进行处理，避免产生较大的影响。

3 电气二次设计的注意事项

由于110kV综合自动化变电站电气二次设计较为复杂，所包含的内容有很多，所以在设计的时候，需要对电气二次设计的注意事项进行严格把控，确保电气二次设计方案的可靠性，为110kV综合自动化变电站运行的安全性和稳定性提供基础保障。

3.1 智能电气设备的合理选择

在110kV综合自动化变电站二次设计的时候，合理选择智能设备属于一项十分重要的内容，并且直接决定了电气二次系统的运行性能［6］。电气二次设计智能设备主要包括电子式互感器装置、二次设备以及智能开关等。对于开关来说，在选择的时候可以选择智能开关，并且在传统开关连接的基础之上，利用智能终端开关，这样可以实现在线检测、智能控制的功能，还可以为110kV综合自动化变电站提供全面的数字化接口。在进行电子式互感器选择的时候，可以利用有源或者无源装置来有效保证电源的稳定性。

3.2 防误闭锁

通常情况下，防误闭锁功能在110kV综合自动化变电站电气二次设计中，主要表现为电气防误闭锁以及微机防误闭锁两种功能。其中，电气防误闭锁主要是对电气设备进行闭锁，但是由于变电站的线路较多，连接方式也相对复杂，对此功能的要求也较高。对此，在电气二次设计期间，需要对110kV综合自动化变电站对于电气防误闭锁装置的要求进行综合性的考虑，并根据实际需求对电缆连接方式进行合理地确定，这样才能确保良好的设计效果。

3.3 继电保护装置

继电保护装置是110kV综合自动化变电站电气二次设计中的一项重点内容，主要是对变电站中监控系统进行保护，并且确保监控系统具有良好的独立性，做到在110kV综合自动化变电站系统出现运行故障的情况下，继电保护装置可以保护独立单元处于正常的运行状态，避免造成较大的影响。通常情况下，110kV综合自动化变电站系统的一次设备中，都存在相应的保护装置，这些保护装置可以对变电站中间隔层的电压和电流进行检测，避免出现异常情况［7］。在保护单元设计期间，需要将电气一次设备和电气二次设计中的某项功能进行配置，这样才能确保110kV综合自动化变电站中电气设备保护装置以及容量的合理性，满足变电站运行的需求。

3.4 四遥

通常情况下，四遥主要是指遥测、遥信、遥控和遥调，对主要的信息和数据进行采集和输送，根据这些信息对电气设备进行遥控。四遥是110kV综合自动化变电站中的重要组成部分，很多功能都是从四摇功能的基础上发展而来。同时，在四遥所采集的传输数据方面实现了共享，也就是说，四遥不仅可以对信息进行采集和处理，也可以将这些信息和数据传输到上级管理部门，便于对变电站中电气设备进行调整。对此，在电气二次设计期间，需要对四遥功能进行综合性的考虑，确保各项数据和信息传输的效率，并且还需要对信息和数据传输的安全性进行考虑，根据实际情况合理连接电气二次设计中的测控装置以及二次电缆［8］。

4 结束语

综上所述，为保证110kV综合自动化变电站运行的稳定性和安全性，强化电气二次设计力度是十分必要的。在设计期间，必须掌握各项设计要点以及相关的注意事项，这样才能确保良好的设计效果，强化设计方案。