浅谈变电站设计要点

摘要：随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平的不断提高。电力系统在整个行业中所占的比例逐渐增大，现代电力系统是一个巨大的，严密的整体。各类发电厂，变电站分工完成整个电力系统的发电，变电和配电任务。电力系统是我国经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。本文介绍变电站综合自动化系统的功能，并对变电站二次设备的设计原则进行分析，仅供参考。

关键词：变电站; 设计

Abstract: with the development of economy, the industrial level of progress, the improvement of people's living standard. Electric power system in the whole industry in proportion to increase gradually, the modern power system is a huge, tight overall. Various types of power plants, substations of complete division of labor of the whole electric power system power generation, substation and power distribution task. The power system is our country economy the important energy departments, and the design of transformer substation electric power industry is essential to the building of a project. This paper introduces the functions of substation integrated automation system, and the transformer substation two equipment design principle to undertake an analysis, for reference only.

Keywords: substation; design

中图分类号：TM411文献标识码： A 文章编号：

前言：

综合自动化系统是变电站自动化的核心，该系统应本着安全可靠、技术先进、经济适用的原则进行设计。随着世界经济的迅速发展，计算机的应用已越来越普遍。特别是在变电站中的应用已越来越广泛。达到变电站运行管理科学化和企业现代化的目标，采用综合自动化系统已是必然趋势。

一、变电所综合自动化系统的主要功能

（一）微机保护功能

1.微机保护通信功能。

微机保护通信功能有接受各级监控系统查询；向监控系统传输文件报告，包括跳闸时间、跳闸文件、相别、测距、故障波形等，且失电后信息能保留；向监控系统传输自检报告，包括装置内部自检和对输入信号的检查；修改时钟及与监控系统对时；修改保护定值；接受监控系统投退保护命令，保护信号具有失电保持，能够被远方或就地复归；接受监控系统查询定值并送出定值；实时向监控系统传输保护主要状态。

2.微机保护功能。

微机保护功能有：线路保护、电容器保护、母线保护、变压器保护、自动重合闸。各类装置能存储多套保护定值，能远方修改整定值并根据要求可以选配有自带故障录波和测距系统。

（二）自动控制功能

变电所的自动控制功能有系统接地保护、备用电源自投、低频减载、同期检测和同期合闸、电压和无功控制（此功能可分自动和手动两种方式实现），当在调度中心直接控制时，变压器分接开关调整和电容器组的切换直接接受远方控制，当调度中心给定电压曲线或无功曲线的情况下，可由变电所自动化系统就地进行控制。

（三）数据的自动采集功能

变电所的数据采集功能量包括状态量、模拟量及脉冲量、数字量。状态量反映断路器、隔离开关状态及有载调压变压器分接开关的位置以及各类电源信号，模拟量及脉冲量反映的是线路、变压器等的有功功率、电流、有功电能量等，数字量反映通过监控系统与保护系统直接采集的各种保护信号，如：各保护单元发送的测量值及定值、故障动作信息、自诊断信息、跳闸报告、波形等。

（四）安全监控功能

1.控制与保护闭锁。

所有的控制操作均能就地和远方控制、就地和远方切换相互闭锁，自动和手动相互闭锁；操作管理权限按分层（级）原则管理，监控系统设置有专用密码操作口令，使调度员及操作人员和一般人员能够按权限分层（级）控制；对断路器、电动隔离开关进行分合控制，主变压器分接开关调节，主变压器冷却器控制（可通过油温、负荷或定时控制），消弧线圈分接开关调节；无功/电压控制；直流母线电压控制；继电保护投入或退出、保护定值切换等；现场操作防误闭锁。

2.越限报警与异常状态报警。

3.文件顺序记录、事故追忆和故障滤波。

追忆内容可打印输出，也可通过CRT用表格、图形的方式再现追忆内容，有利于分析和处理。

（五）数据处理和记录功能

变电站各测控装置将采集的数据量进行处理后的信息上传到监控主机，监控主机能对数据进行计算、分析、记录等。

（六）远动RTU功能

除遥测、遥信、遥调、遥控四遥功能外，还具有与多个远方调度中心系统通信的接口。

（七）监控系统自诊断及自恢复功能

系统内所有的数据采集、控制、保护等主要单元模块故障能自诊断出故障部位，并具有失电保护、上电自检、自复位至原运行状态，以保证系统正常可靠运行。

二、变电站自动化的设计原则

变电站二次设备按功能分为四大模块：①继电保护及自动装置。②仪器仪表及测量控制。③当地监控。④远动。四大模块功能的各自不同的发展及其功能的相互渗透，为变电站自动化提供了多种多样的实现模式，可概括为两种基本实现模式：①保护加集中RTU模式，面向功能。②保护加分散RTU模式，面向对象。

1.电气设备控制方式

主变压器、站用变压器各侧断路器以及10kV、110kV、220kV断路器一般情况下均集中在控制室，通过就地监控主站的就地监控计算机进行控制操作(但网络中远动主站亦可留有接口给地调进行遥控，根据系统运行规程而定)，当网络中就地监控主站退出运行时则应能分别在各元件的保护屏处进行人工控制操作。

就地监控计算机在操作时应显示该站的配电装置的运行状态、通道状态和各种电气量，在每个操作步骤前应给操作者提示，待确认后方能操作。

主变压器、站用变压器、220kV线路、110kV线路、10kV设备及其母线设备保护和10kV母联的控制保护均采用集中保护方式，10kV开关柜上加一个“就地/远动”选择开关，10kV母联断路器的控制保护放在控制室，与10kV自投装置放在一起(当10kV装置能可靠地抗震、抗高温、抗电磁干扰时，也可以将10kV装置装配在10kV开关柜上，以减少电缆联接)。

 10kV隔离开关采用就地手动操作(除变低处的10kV隔离开关外)。主变变低10kV隔离开关、110kV，220kV隔离开关采用就地电动操作方式，可进行就地和遥控操作，并设置“就地/遥控”选择开关，同时设有操作闭锁措施。专用母线接地刀闸装设母线有电闭锁操作装置(采用微机五防装置，应能与综合自动化装置接口)。用键盘或鼠标操作断路器、刀闸时靠后台机内的五防系统闭锁，现场人工操作或维护操作时则靠另一套微机五防系统闭锁。

2.测量

综合自动化的电气测量均按部颁《电气测量仪表设计技术规程》(SDJ9—87)的要求选择测量点及测量内容、测量精度。在主变220kV侧增加电流方向接法相反的分时计量的脉冲式有功电度表和无功电度表各2只，供关口表用。

全站的电气量测量除了通过监控主站及远动主站读取和记录存盘外，在各元件的保护装置上的液晶显示器上也应能读取有关的电气量，主要是为了保证当网络或监控、远动主站退出运行时该站所有设备的测量仍能满足安全运行。

3.同期并列点和同期装置

220kV线路断路器、220kV旁路兼母联断路器、110kV线路断路器、110kV旁路断路器、110kV母联断路器及主变220kV侧断路器、110kV侧断路器处设同期并列点，同期方式为集中式和分布式手动准同期，正常情况下采用就地监控计算机分布式手动准同期，当网络监控、远动主站退出运行时，上述各元件的同期并列操作应能在各自的保护屏处(或中央信号屏处)手动进行。

4.中央监控

设事故信号及预告信号。断路器事故跳闸启动事故音响，其它通道故障和装置故障启动预告音响，信息除了能在就地监控主站和远动主站读取及存盘外，还能在中央信号屏上读取及记录。各装置的故障信号应能在各装置上反映出来。

参考文献：

[1] 中国电力企业联合会标准化中心.供电企业技术标准（设计标准下册）[M].中国电力出版社,2002.

[2] 国家电力公司农电工作部.国家电力公司农村电网工程典型设计（第二分册）35kv及以上工程（上）[M].中国电力出版社,2003.

[3]SchumacherM,HogaC,SchmidJ.Getonthedigitalbustosubstationautomation[J].IEEEPowerandEner-gyMagazine,2007(3).

[4] 杨文征,郭创新,曹一家,等.数字化变电站信息安全分析及其防范措施研究[J].机电工程,2007(9).

[5] 郭征,陈学军.数字化变电站给变电运行工作带来的新挑战[J].上海电力,2007(5).