220KV变电所及自动化设计

摘要：众所周知，变电所是电力系统的重要组成部分，它的运行状况直接影响到各级电网的安全稳定和经济运行，所以变电所的设计在电力系统中就显得尤为重要，我们要想使变电所的运行更加安全可靠和稳定，采取变电所自动化设计方案是变电所的发展趋势。本文从目前我国220kv变电所的现状进行分析，简述了220KV变电所自动化设计的必要性并注重描述了设计中所要注意的问题。

关键字：自动化设计；微机运用；供电质量

中图分类号：S611文献标识码： A

1.引言

近几年，随着计算机飞速的发展，通讯技术水平的大幅度增高，我国超高压电网迅速发展，220KV变电所作为电网中的枢纽站、终端站，也随之大量增加。但是随着国民经济的发展，常规220KV变电所已不能适应电力系统中微机控制技术迅速发展的需求，所以变电所综合自动化是变电所今后唯一的发展趋势。变电站综合自动化是将变电站的测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等二次设备经过功能的组合和优化设计，利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和坚实仪表，代替常规控制屏，避免常规继电保护装置不能与外界通信的缺陷1。

2.国内220KV变电所现状

我国220KV变电所大多数为有人值班变电站，不仅浪费人力物力，还给值班人员带来不必要的安全隐患，目前我国220KV变电所大多运行时间较长，设备老旧，电网要想满足国民经济的要求，跟上科技发展的脚步，我们就必须进行自动化设计，原因如下：

常规变电站由于运行时间较长，设备不仅老化落后，很多厂家产品已经升级换代，备品备件已很难买到，一旦变电所某个设备出现故障，就不能及时更换新设备，而新产品又不适用，这种情况下极容易影响变电站安全稳定运行。二次设备中的控制装置和自动装置、远动装置等，在运行中本身没有故障自诊断的能力，只能靠人为的检修、校验才能发现问题。出现问题不易被运行人员发现，致使变电站安全性、可靠性不能满足现代电力系统高可靠性的要求。

随着世界经济的持续发展，不仅是一类用户和二类用户对电的要求增高，居民用户对保证供电质量的要求也越来越高。U、F、谐波是衡量电能质量的主要指标。传统的变电站，大多数不具备实时调压手段和策略，至于谐波污染造成的危害。还没有引起足够的重视和采取有力的解决措施，不能满足目前发展的电力市场的需求。

3.220kV变电站自动化设计

3.1变电所自动化设计的目的

变电所综合自动化系是对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。遥信、遥测、遥控、遥调，四遥是变电站自动化系统的基本功能，也是变电站自动化系统最初要实现的目的。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息、数据共享，完成变电所运行监视和控制任务。变电所综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线2。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。

实现变电所自动化的目的如下：

（1）实现设备间相互交换信息、数据共享，常规二次设备，简化二次接线； 

（2）提高供电质量，提高电压合格率,提高变电站安全可靠运行；

（3）满足调度部门对电力系统的监视、控制和运行操作；

（4）尽量使电力系统中发生的故障造成的影响限制在尽可能小的范围；

（5）提高电力系统运行、管理水平；

(6) 支持设备的状态维修和可靠性为中心的维修系统，提高设备可用率和使用寿命；

(7) 促进安全交易，减少交易风险。

3.2设计原则与设备选择

3.2.1.220KV变电所自动化设计原则

220KV变电所自动化实现的两个原则：一．是中低压变电所采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的；二.是对高压变电所（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性3。

220KV变电所自动化设计必须服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则，保证运行的可靠性、操作的灵活性，同时也要节约投资4。所以变电所自动化设计中对电气设备的选择尤为重要。

3.2.2.设备选择

在电气主接线选择中要采用220KV侧双母线带旁路母线，选用双母线带旁路母线，母联断路器，兼做旁路断路器，具有较高的可靠性和灵活性。在设计过程中，我们需要对变点错网络选取四个短路点分别进行短路计算，为自动化设计选择设备打下基础。在主要设备选型上，我们应严格按照《变电所设计技术规程》进行选择电气设备的原则选择电气一次设备，出线设备的额定电流按最大符合电流选择，主变回路的额定电流按主变压器的容量进行选择，并根据短路计算结果，用短路电流验算电气设备的热稳定、用冲击电流验算电气设备的动稳定，断路器开断电流应满足要求5。

3.3设计中应注意的问题

（1）在一些设计方案中，各个功能一定要有顺序的连接起来，构成一个系统，这是自动化设计尤为重要的部分，否则会致使整个系统的性能指标不高，部分功能无法实现。

（2）在变电所自动化设计中，选择一个合理的空间组织模式是很重要的，不仅可以节约投资、节约材料，还便于运行操作。我国变电所自动化系统结构模式分为集中式、分散与集中结合式和分散式三种，在设计过程中，我们要根据不同的设计背景选择更合理的方式。

（3）在设计方案选择中要区别于普通中型化设计方案，特别是在自动化装置的配置方面，要采用微机远动装置新技术，并考虑到将来无人值班的可能性，实现不用人值班就能对所有的一、二次设备进行监视、测量、控制、保护和报警功能。

（4）电气设备选择应优先采用国内先进设备，同时要选择特定厂家的产品，不同厂家的产品尤其在通信方面，各部门分接口不一定相同，这就导致信息无法传送，对检修维护带来不便。

（5）断路器、熔断器的选择和短路电流测算问题，变电所中通常低压配电系统中主要有断路器与熔断器两种保护电气设备。目前主要利用断路器作为配电线路保护装置。所以选择不好将给工程质量及进度造成非常大的影响，短路电流必须进行严格的计算，否则会使整个设计过程，设备的选择处于瘫痪状态。

4.结束语

随着经济的发展，现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越高。目前我国很多常规变电所实施自动化改造，改造结果也得到了社会各界的认可与肯定，这不仅做到施工方便而且安全可靠、便于运行维护，摆脱了有人值班的弊端。

通过对220KV变电所的自动化设计方案的实施，不仅能大大减少变电所停电时间，使变电所在改善与维修时对电网运行的影响尽量减小，维修或施工过程中人员安全得到了最大的保障，也实现了现场运行管理的现代化，提高电网的安全和经济运行水平，所以变电所自动化设计对保证电网安全稳定运行具有重要的意义。

参考文献

[1] 梁芝贤.魏明海.王剑.西安地区智能电网通信传输网架建设规划[J],电力系统通信.2010(02).

[2] 窦晓波.基于IEC 61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践[D],东南大学,2006

[3] 徐延明.地理信息系统在配电管理系统中的应用研究[D],华北电力大学,2000

[4] 朱大新.刘觉.变电站综合自动化系统的内容及功能要求和配置[J].电力系统自动化.1995(10)

[5] [2]220―500kV变电所计算机监控系统设计技术规程．DL／T5149--2001。