基于110kV综合自动化变电站的电气二次设计.pdf

基于110kV综合自动化变电站的电气二次设计

摘要：本文介绍了110kV综合自动化变电站的特点，指出继电保护、跳合

闸操作、防误闭锁、供电方式、四遥功能、小电流接地选线功能等方面的变电站

综合自动化系统和电气二次设计的要求。

关键词：110kV；综合自动化；变电站；电气；二次设计

一、引言

目前，有关变电站的电气二次设计的思维与理念出现了不断发展、更新，在

这个背景下，原本以传统面向功能为主的变电站二次电气系统设计模式已经开始

朝着面向对象的设计模式发生演变。

经过笔者的总结，电气二次设计过程中，相对整个变电站电力运行系统，某

一个参数或设备不再是重点考虑的范围，而是把设计的目的确定为：为满足某一

设备保护、监控、测量、计量在内相关功能有效实施的综合性装置，确保特定性

功能可以顺利进行。设计目的的重新界定对于实现整个系统分布式、开放性特征

起到了良好的推动作用。总之，电气二次设计是整个综合自动化变电站运行的可

靠与稳定的重要保障。下文就是对以上几个问题的具体分析与讨论。

二、综合自动化变电站的特点

综合自动化变电站是在变电站的二次设备之中应用了现代网络技术，利用现

代网络技术进行了变电站功能的重新组合，以实现信息共享、对变电站运行状况

进行自动化监控与协调的综合性良好的装置。综合自动化变电站把保护、控制、

通信等功能进行了有机的融合按照一定的功能划分对设备的结构进行组装，对电

力系统中设备的运行实现了智能化管理，对变电站中的数据资料进行了统一管

理，有效控制了对电力设备的投资，大大减少了电力系统的占地面积。综合自动

化变电站在正常运行的过程中，具有良好的抗干扰能力，且保证正常运行的可靠

性也极高，为变电站的调试、运行、施工、维护以及管理等提供了便利。随着变

电站中的设备向着高新技术的方向发展，对操作人员的专业技术水平也提出了更

高的要求，并对变电站运行过程中出现的异常情况进行详细的记录，为变电站的

运行维护提供详细的数据资料，从而保障变电站的正常运行。

三、变电站综合自动化系统和电气二次设计的要求

（一）继电保护

继电保护是变电站运行过程中不可或缺的重要组成，离开了继电保护，变电

站是无法正常运行的。因此，必须在变电站正常运行的过程中对保护单元中做好

独立的监控系统设置。这样一来，如果变电站综合自动化系统中的软、硬件出现

故障，不能正常运行时，继电保护所处的单元还能够再正常的运行。现阶段，电

力系统中存在的形式多样的综合自动化系统与变电站中的一次设备相比较而言，

都存在着保护测控装置，例如线路、电容器、变压器、母线接地线等设备。保护

测控装置能够对变电站中的间隔层中存在的电压和电流等进行检测，通过内部

CPU来对变电站中的间隔层进行保护。

变电站中的电气二次设计，保护单元需要进行详细的考虑，还需要将电气一

次设备和电气二次设计中的某一功能进行配置，从而对保护装置、容量进行选择。

（二）跳合闸操作设计要点分析

在综合自动化系统的应用背景下，从跳合闸操作的角度出发来看，110kV变

电站所对应的隔离开关、插座、断路器操作、以及接地刀闸操作均实现了其远程

摇控性，最终建立在二次回路的基础之上，确保操作的正确性、可靠性。从这一

角度上来说，跳合闸操作状态下，电气二次设计的核心目的在于：如何可靠且合

理的设计操作机构，确保在综合自动化系统运行状态下，所发送跳合闸弱电信号

能够实现与跳合闸线圈强电回路之间的对立性电平转换。结合实践工作经验来

看，对于110kV电压等级变电站而言，要求面向断路器配置与之相对应的操作

箱，并独立运行。

（三）防误闭锁设计的重点分析

电气防误闭锁回路的闭锁主要通过相关设备的辅助接点连接来实现的，这种

现场电气联锁技术需要将大量的二次电缆接入到电网中，有着及其复杂的接线要

求，在实际运行和维护的过程中往往出现很多问题，且辅助接点可靠性差；其防

误功能随二次接线而定，不宜增加和修改。微机、防误闭锁是通过用软件编写断

路器、隔离开关、接地刀闸问的操作闭锁规则，将现场大量的二次闭锁回路变为

电脑中的五防“”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往电气闭

锁不能完成或者难以实现的防误功能，所以具有智能化程度高、功能齐全、操作

简单、扩充方便等优点。

（四）电站备自投所采取的供电方式

对于110kV综合自动化变电站而言，现阶段由于技术条件的限制，变电站

备自投所采取的供电方式可以选取以下两种方案：