摘要：近年来，电力技术得到高速发展，综合自动化技术被广泛运用到变电站的各项建设活动中。计算机网络技术的大规模运用，有效推动了电力设备控制技术的进步。变电站作为输变电系统中的一个重要环节，是电网建设中的主要建设阵地，对电网运行具有直接控制作用。变电站二次系统设计十分关键，是整个变电站监控的重要构件。变电站的二次设计方案是否科学、合理，直接决定着变电站甚至整个电力系统运行的安全性与可靠性。
关键词：220kV；综合自动化；变电站；电气二次设计
1、220kV综合自动化变电站
与传统的220kV常规变电站相比，220kV综合自动化变电站拥有以下五方面的应用优势：其一，综合自动变电站能够对电压、无功实施调节与控制工作，有效保证电能输出质量，将电流控制在一个相对比较合理的状态，极大程度上满足电压运行的实际需求，同时降低电网损耗量与电能损耗量；其二，综合自动化变电站能够借助微机对变电站中各个子系统实施调节与控制工作，从而对变电站运行状态进行进一步诊断与分析，及时了解变电站中的异常情况，并发出相应的指示信号，有效提升变电站一次设备与二次系统在运行过程中的安全性与稳定性；其三，综合自动化变电站运行过程，对变电站运行全过程的监视工作、检测工作、记录工作、抄表工作等均依靠微机系统来完成，电力设备运行人员进行对微机系统实施操作，即可开展对变电站运行的监视工作、检测工作、记录工作、抄表工作，从而对变电站运行信息的动态掌控，为电力调度工作提供可靠的理论依据，有效提升变电站动态化管理水平与自动化控制水平；【1】其四，综合自动化变电站不仅具备数字化、智能化等功能，而且体积相对比较小，排列紧凑，占地面积不大，有效解决土地资源，提升土地资源的利用率，降低土地资源的浪费；其五，综合自动化变电站拥有自动诊断功能，能够有效缩短故障排除时间与维护时间，为后期维修工作奠定基础，实现供电企业经济效益的最大化。
2、220kV综合自动化变电站中的电气二次设计功能分析与要求
2.1继电保护
继电保护是综合自动化变电站中作为重要的一项功能，失去继电保护，变电站将无法实现正常运行。因而，在对220kV综合自动化变电站进行电气二次设计的过程当中，应使得保护单元独立于监控系统之外，且当系统中的软件和硬件发生故障而退出运行的时候，继电保护单元依然可以实现稳定运行。
2.2防误闭锁
在进行电气操作的时候，操作人员很容易产生错误操作或是失误操作，在发生失误错误操作的时候，如果不能快速做出反应，则会给整个电力系统带来巨大的危害。防误闭锁的种类主要有电气防误闭锁和微型计算机防误闭锁两种。电气防误闭锁是传统的电力系统所使用的防误闭锁，其虽然可以实现一些功能但也有非常明显的缺陷，微型计算机防误闭锁是新兴的一种防误闭锁，其工作原理是利用计算机软件实现对防误闭锁设备的控制，简化了操作的流程，可以实现一些传统的电气防误闭锁无法实现的功能。这种新兴的防误闭锁的智能化自动化程度非常高，安全性稳定性远远高于电气防误闭锁。在设计220kV综合自动化变电站二次设计的时候，所有可能引发严重后果的误操作设备都进行防误闭锁设计。
2.3 220kV线路保护配置
初期新建1回220kV出线间隔，对侧变电站已配置双重化的带光纤差动功能的线路保护装置，本侧变电站每回线路配置2套完整的、独立的与对侧一致的能反映各种类型故障、具有选相功能的全线速动保护装置。双重化配置的每套保护均采用双通道，主保护一主通道采用专用光纤芯方式，备用通道采用复用2Mbit/s方式；主保护二主通道采用复用2Mbit/s方式，备用通道采用直达光纤芯方式。220kV线路双重化配置的2套纵联保护的通道应相互独立。【1】变电站—对侧变电站光缆采用双光缆敷设，满足通道相互独立的要求。
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每套保护以光纤分相差动保护、零序电流差动、带方向三段式相间距离保护等保护作为线路全线速动主保护，四段式零序方向过流保护、带方向三段式相间和三段式接地距离保护作为后备保护，配置相应的检无压检同期综合重合闸。线路主保护、后备保护均启动断路器失灵保护。
2.4直流系统的设计
直流系统的作用就是为了向站内自动化控制系统所需能源的支持，进而才能实现控制、接受和采集信息，在自动化操作系统中，电路器以及照明通讯设备使其重要组成部分，能够为其稳定运行创造良好条件。在变电站内通常会通过电动弹簧的运用来操作断路器的合分闸，因为变电站内部具有较小的冲击电流，为了使其站内有故障出现的时候还能保持变电站还能够得到2h的用电时间，在设计中就要保证其具有一定的余量储备，可以将其电池容量设为300Ah。在整套直流系统中，通过智能微机来对开关的运行进行控制，提升了供电系统的可靠性。将开关设置在母线之间，母线与进线的开关设计为联锁，这样就能够实现蓄电池与充电设备之间的并列运行。
2.5电压的无功补偿系统
想要实现变电站的无功补偿，一般有两个方法，一个方法与系统潮流类似，除此之外还可以用人工控制的方法来实现无功补偿。在使用自动控制的方法实现无功补偿的时候，通常可以根据系统的电压、潮流、无功功率、无功负荷等参数来调节变压器的抽头位置，以此来达到无功补偿的目的。
2.6微机“五防”
变电站配微机“五防”系统1套。该系统为独立的分支系统，微机防误闭锁综合操作系统达到具有“两票三制”管理制度的特点；配置工控主机(应具备RTU等接口功能，实现数据共享，并可闭锁监控操作)汉字显示器、开关闭锁控制器和电脑钥匙等。【2】防误闭锁系统通过综合自动化系统后台与计算机监控系统相连，接收各类操作的操作顺序，并与装在一次设备上的编码配合，共同完成防误闭锁各项功能。
该系统可实现对全站的断路器、隔离开关、接地刀闸的防误闭锁操作。断路器可分别在中央控制层、间隔层进行操作，并保证在同一时间内只允许一种控制方式有效。每种操作方式有完善的“五防”闭锁。【2】
2.7智能辅助控制系统
无人值班后，站内的防火防盗工作重要性凸显，变电站设置一套智能辅助控制系统，它由视频监控子系统、电子围栏子系统、门禁子系统、环境监测子系统、安全警卫子系统、消防子系统、火灾报警子系统等组成，实现视频监控、红外对射、电子围栏、火灾报警、消防、灯光照明和相关采暖通风设备、空调设备等系统的智能控制，为实现无人值班创造条件。能辅助完成变电站综合自动化系统站端视频、环境数据、安全警卫信息、人员出入信息、火灾报警信息的采集和监控，并将以上信息实时的远传到监控中心或调度中心。
结论
综上所述，变电站是输变电系统中的关键环节，对于供用电质量会起到直接的影响，而综合自动化变电站的发展更是对其电气二次系统设计提出了较高的要求，电气二次设计的合理性和电力系统的稳定可靠运行具有十分紧密的联系。电气二次设计在220kV综合自动化变电站中的应用首先应明确二者之间存在的联系和区别，在此基础之上对继电保护、跳合闸操作、防误闭锁以及电压无功补偿等功能加以注意；需要注意的是，在设计过程中还需要参考以往二次事故措施，对潜在的问题予以透彻分析，并提出针对性的解决对策，切实提高电气二次设计的质量和水平，从而保证220kV综合自动化变电站的高效安全运行。
参考文献：
[1]黄和文.220kV及以下综合自动化变电站二次设计及问题分析[J].科技传播，2017，16:40~41.
[2]刘云路.谈110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2017，11:214~215.
论文作者:潘志梁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：变电站论文; 系统论文; 操作论文; 电气论文; 子系统论文; 工作论文; 微机论文; 《电力设备》2018年第28期论文;