基于变电站电气自动化设计探析

基于变电站电气自动化设计探析

周邈宇

四川电力设计咨询有限责任公司 四川 成都 610000

摘要：随着我国整体用电市场的多元化发展，人们对整个供电系统有了更高的要求和标准，而变电站又是供电系统中的关键组成部分，所以说加强变电站的电气自动化设计有助于推进变电站工作，更好地完成供电系统运行工作。现阶段我国在变电站电气自动化设计方面的应用仍然处于前期阶段，因此相对来说仍有很多内容需进一步开展研究，加强对各项电器自动化技术的设计应用，使其更好地发挥供电作用，推动我国整体供电系统的稳定可持续发展。

关键词：智能变电站；电气自动化；设计

在变电站运行过程中，电气自动化技术有着越来越关键的作用，因为该技术的有效应用可以大大提高变电站整体运行的安全性、可靠性，另外，还能够使变电站为整个社会的发展提供全方位智能化的针对性电力服务，进而达到供电系统的可控化与自动化。而且随着整个社会对供电需求的不断提高，变电站在整个供电系统中有着十分重要的作用，因此必须将其摆在十分合理且关键的位置，通过开展一系列相关研究和分析，不断提高电气自动化技术在变电站设计中的有效应用，最终确保整个社会供电系统的稳定运行。

一、电气自动化技术在变电站中的意义

现阶段电气自动化技术和整个供电系统的运行有着越来越紧密的联系，所以说在变电站建设过程中加强电气自动 化技术的有效应用能够大大提升供电运行的自动化水平，避 免过多人力资源的投入而造成对整个供电系统的影响，有效确保变电站运行稳定性。

1、有利于实现电力服务智慧化。现阶段我国变电站的建设呈现出一定的分布趋势，对于该地区的经济发展有着十分重要的作用，因为其将直接决定 着该地区的供电运行稳定性，而电气自动化技术的有效应用能够大大提升整个供电系统的准确性。因为电气自动化技术的要求越来越高，变电站在处理各项问题时更加智能化，使 其运行起来即便是没有人力的干预也能够提高自身运行的准确性，加强对各项错误及故障的有效修正，既确保了变电 站的安全稳定性，又能够大大提升供电系统运行效率。

2、有利于实时模拟工作开展。在变电站建设中使用电气自动化技术进行设计，能够实 现对变电站的实时动态模拟，进而更好的了解其运行状况。 一般来说，变电站有瞬时与稳态两种状态，因此加强电气自 动化设计技术应用能够更好地对其运行状态进行预判处理，加强对于各种技术的有效模拟和仿真，分析电气设备的运行状态，真正实现对整个变电站的有效监测和管理，不断完善 和优化其运行状态。

二、智能变电站构成

智能变电站的构成主要分：一，过程层，其主要功能是对电力运行的电气量进行实时检测、检测电力设备 状态运行参数，驱动并执行操作控制 ；二，站控层，其主要是用来监控全站数据信息，基于网络汇总功能，能够对电力系统数据库进行实时刷新，而后登录并将相关数据及时上传到控制中心，这样就能够帮助相关作业人员更为准确地对当前情况加以判断，保证电力系统运行的稳定 ；三，间隔层，其主要是汇总被间隔过程中的数据信息，从而实现对于一次设备的最基本保护功能，再封锁间隔操作以后，继续展开数据采集工作，间隔层能够有效衔接过程层与站控层，实现承上启 下的功能。近年来，按照面向使用者的设计思路，大部分变电站自动化系统采用的网络结构都是分层分布式，也就是在横向上主要依据电压水平以及间隔情况 ；在纵向上分为变电 站控制层以及中间层系统结构。当前，变电站站控层网络结 构主要为3个类型 ：第一种是 RS-485 串行通信网络，这种网 络结构的网络通信在速率方面比较低，通常不会超过9.6 kbps； 第二种是现场总线，尤其没有办法满足平衡传输的需求，导致这种网络结构的通信无论是传输速率还是传输效率都比较低。

三、电气自动化在变电站中的设计

1、计算机监控系统设计。计算机监控系统设计方面入手，首先是对操纵控制方式的设计，因为整个监控系统的设定是为了适应无人 值班工作的开展进行设计的，一般是根据其功能性分层进行考虑，按照集控中心、变电站控制层、间隔层等设备的功能性 进行分层。由于某些环节只是检修的操作手段，所以说整体 电气监控范围和区域能够根据相应的需求进行调整。另外，还要确保各个设备的运行状态、选择功能的开关状态都应配 备一定的监控系统，进而加强对各个层级的有效控制。如果系统产生各种故障时则能够及时向控制中心发出警告，缩短 应急处理的时间。在系统配置方面要求控制层作为整个监控系统的关键， 通常包含以下设备：远动主站、GPS 对时装置、公用接口装置、打印机、主机兼操作员站以及网络系统。另外，还要对计算机监控系统的外围设备进行精简，比如去除操作员站的缓 解，但是要为其预留一个便携机接口，以便后期工作需求。为了确保后期系统的升级与优化作用，在对主线图进行设计以及控制层数据库的建立时一定要从长远的方向进行考虑。

2、二次设备的使用。一般要遵守以下原则：首先在对二次设 备进行安装和布置时一般采取集中式，以便监控设备室和继 电器室能够结合具体状况进行分割或者合并；另外在对保护 装置以及监控系统测控系统组装屏选择方面要充分进行考 虑，确保各个二次设备的外形、柜体的结构以及颜色相协调； 同时还要求继电器室内的系统能够集中深部安装以下设备：控制层设备、主变压器保护柜、测控柜、故障录波器、电能表柜、直流柜通信设备屏柜以及 110kW 系统，还要在室内 预留出备用屏的空间；最后则要求在 35（10）kW 的开关柜上 安装测控装置。直流系统布置于继电器室内，不增设相应的电池室，而 且电池的数量级容量也要根据具体的参数来设定。直流系统 的额定电压使用 220/110V，并通过单母线分段接地。其配置 有：一套直流接地的自检测装置、两套冗余配置的高频开关 电源充电设备、一套阀控式电池组。当然，如果变电站的规模较大也可以增设一套电池组，其容量一般为 100Ah-200Ah， 每组蓄电池由 104 只密封式的铅蓄电池构成。 交流不停电电源（UPS）系统计算机监控系统要求具备持 续不停电的供电系统，因此会使用 UPS 系统，该系统能够利 用 220/110V 的直流电源为其提供相应电流而不自带电源， 能够使用模块化的 N+1 冗余配置，确保每套的电池容量在3kW 左右。在具体应用中应结合容量要求进行安装。 整个图像监控系统的目的在于可以实现便捷化的管理，对于出现的问题能够及时进行发现并解决，确保系统设备的 稳定运行。一般来说该系统设备需遵循以下原则：需要在变 电站工作区域周围安装远红外线探测器与电子栅栏，在各大 主控楼以及大门配置摄像头；同时对于各个配电设备房间内 部也要安装摄像头，确保整个变电站的防火、防盗以及安全性，能够在出现险情时第一时间将其传输到控制中心。

随着当前科技水平的不断提升和各种新型技术的研发与应用，使得电气自动化的应用前景更为广阔，随着电子计算机技术、数字化技术及互联网技术的不断完善和优化，电气自动化技术和变电站的融合将会更加深入，进而有效推进变电站科学合理的设计、规划等工作的开展，确保变电站能够大大提升其自动化水平，完成一 系列相关操作，确保整个变电站供电系统的安全性与稳定性。总之，变电站电气工程及其自动化的科学配置是发展的必然趋势，其所具有的优势是传统的变电站电气工程方案所不具备的，在变电站工作中能够最大化的发挥出智能化水平，减少不必要的错误发生，减少人力成本消耗，提高变电站工作的稳定性，因此，应该加大对电气工程及其自动化领域的投入。

参考文献：

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