摘要：社会经济的快速发展离不开电力能源的支持，电力能源在其中发挥着越来越重要的作用，而保障电力系统的稳定性和安全性是非常重要的内容。要想保证电力系统运行的稳定性，首先要运用恰当的技术手段保障变电站的稳定运行。随着自动化技术的不断成熟，合理的变电站电气二次设备自动化设计也是极为重要的。基于此，本文就变电站电气二次设备自动化设计方面的内容进行了分析探讨，以供参阅。
关键词：变电站；电气二次设备；自动化设计
引言
变电站在整个电力系统中的最重要功能就是通过对整个系统电压的变换与控制，实现对电力的有效分配和控制，同时也保障了用电安全。由于电力系统对变电站的需求非常显著，如果没有高效、稳定、安全的变电站支撑整个电力系统的运行，那么必然会产生各种电力供应问题。对变电站实施电力自动化设计能够有效提升变电站的稳定性与电压调控效率，通过对电气二次设备的自动化有效设计，能够解决目前供电系统在个别时段或区域稳定性不足的问题，是提高当前我国电气系统中安全性能与稳定性能的必然途径。
1变电站电气二次设计内容
变电站电气二次设计内容主要包括电能计量、电能采集系统、直流系统、站内监控系统、消防及火灾报警系统等，而每个部分的设计的原则和内容都是不同的。下面就将对电能采集系统、站内监控系统消防及火灾报警系统三个部分的设计进行简单的介绍。
1.1电能采集系统的设计情况
电能采集装置是变电站的必配装置，作为与监控系统的一个接口，电能采集装置要保证能够准确的采集变电站内的电能数据，能够严格按照一定的密度存储带有时标的电量数据并保证数据的安全性和可靠性，此外，电能采集系统还要准时向主站传输规定内容的电能信息。
1.2变电站站内监控系统的设计要求
变电站的站内监控系统的分布是采用的分层结构，按对象进行以间隔为单位的设计，而总控制单元的配置采用的是双机配置。在由间隔层、站控层两部分构成的整个监控系统中，具有双绞线、光纤的通信介质，双网网络系统。本地监控、远动终端等共同组成了站控层的总线结构，而间隔层是按间隔配置的总线型网络。主变测控等设备都按照一定的原则置入监控系统。
1.3变电站的消防及火灾报警系统的设计要求
变电站的电气二次设计中，消防及火灾报警系统设计的工艺要求是比较高的，也是一个很重要的设计环节，消防及火灾报警系统装置的详细配置既要严格依据国家的相关规定，还要根据变电站的实际情况而定，其信号的远端输出一般是通过监控系统与变电站内的监控录像和报警装置相连接，使远端操作更加准确可靠，保证整个电力系统的安全运行。
2变电站电气二次设备自动化设计要点
2.1继电保护自动化设计
继电保护是保证变电站安全运行的前提。若变电站继电保护功能不能正常发挥，变电站的稳定性将会受到极大的影响。变电站的继电保护单元对系统的独立、稳定运行有着保护作用，当变电站出现系统性故障时，继电保护单元仍然可以运行，从而保障自身所处单元的稳定运行。随着当前科技的发展，110kV的变电站应用的自动化系统更加先进，系统中增设了监控保护装置，可对间隔层电流及电压数据实施实时的动态检测和信息采集，在中央处理器的配合下，能对整个间隔层进行有效地保护。因此，对变电站电气二次设备自动化设计来说，要对二次设备的保护单元进行严谨考虑，完善功能，进一步维护变电站系统安全。
2.2跳合闸操作自动化设计
变电站自动化系统能够发挥出断路器、隔离开关以及接待刀闸等设备的功能，因此能够对故障电路进行隔离。但是在进行这一系列的操作时都要通过远程控制来实现。还要利用二次回路来保证操作的可靠性以及标准性。因此，在设计跳合闸操作的电气二次设备时，其主要是要注意怎样在自动化的系统运行下，采用可靠的操作方法来实现跳合闸线圈中的强弱电信号之间的电平转换。变电站系统中所自带的四通功能，在跳合闸操作的自动化二次设计中，就可以对其中需要考虑到四通量的设计要点进行分析。比如，在上述变电站中，在变电站跳合闸操作自动化设计中，就充分的考虑到了接地方式与选线功能，在接地后选择了独立于通信功能的选线，采用了3IO的接线方式度接地线进行监测。所以在变电站电气二次设计中，一定要考虑到变电站的接地方式。
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2.3防误闭锁自动化设计
防误闭锁的自动化设计中，需要对变电站中存在着误操作的设备进行监控，对于高压设备要进行严格掌控防误闭锁在变电站中主要有两种形态，即电气防误闭锁、微机防误闭锁。电气防误闭锁可以将现场的电气设备进行连锁，利用电气设备这一特性，来进行变电站的闭锁工作，但是在进行防误闭锁工作的时候，需要很多的二次电缆，由于变电站的接线方式极为复杂，让变电站的维护和运行工作加大了难度。微机防误闭锁功能，主要是使用计算机中的软件程序来控制变电站中的隔离开关、接地刀闸、断路器等一些主要装置。在变电站运行的过程中，工作人员可以对二次回路中的闭锁设置进行改造或修改，来转变计算机中的微机防误闭锁设置，从而实现了变电站中传统防误闭锁向现代化防误闭锁的转变，提高了防误闭锁的工作效率，因此，变电站中的两种防误闭锁，都具备智能化、人性化、便捷化的特点变电站在进行电气二次设计的时候，当发现变电中的自动化系统包含防误闭锁的功能，那么就可以不考虑与电气设备相连接的电缆。
2.4自备投自动化设计
在目前的变电站技术水平下，主要有两种备自投方式：第一种是采取母联分段供电的备自投方式，其主要思路是在分段开关断开的状态下，由工作电源向作业过程中的设备进行供电，两个电源都处于备用关系状态；第二种是采取双进线向单母线供电的备自投方式，在此种方式下，有#1和#2两条线路作为备用线路。在实际作业中，通常将第一种备自投方式称为暗备用，将第二种称为明备用。对于110kV的变电站而言，在电气二次设计中，要充分考虑变电站自动化系统的基础条件，综合考虑电流、电压及断路器信号等因素选用合适的备自投装置和备自投方式，这样才能保障变电站长期有效运行。
2.5后台监控自动化设计
对于自动化变电站而言，从后台监控的角度出发，一定要考虑到变电站中央控制与监控的方式。后台监控的主要管理工具就是计算机，其在监控中主要是通过安装相关的监控软件来对变电站进行集成式的管理。此种监控就是不论是否有人值班，后台监控都可以正常运行，因此在二次设计中就不需要再考虑监控模式。但是要着重考虑计算机交流电的模式，在设计中，需要给计算机配置一个稳定的交流电。在上述变电站中，给后台计算机配置了一套专门的交直流供电，有效的保证了供电系统的稳定运行，实现了后台监控的顺利进行。
2.6远程通信自动化设计
我们要将变电站里的信息传给外界，所以我们就用到了远程通信。我们要把变电站的信息传给调度中心和设备运行管理单位，然而这些信息包括了正常时的信息和故障时的信息，方便调度中心的人员了解运行的状况，以便进行问题的处理。实现四通和远方修改确定保护值和测距信号的远传，变电站自动化系统可与调度中心采用卫星时钟GPS对时。变电站设立一定独立的GPS的时间同步系统配一套标准同步主时钟，采用时间同步扩展，满足站内监控系统、保护装备及其它智能设备的对时要求。设计时应考虑用电气回路对时还是s码对时方式，用监控网络对时一般达不到精度要求。
2.7四遥系统设计
变电站的自动化功能众多，但其最基本功能是四遥系统，其他一切自动化功能可以说都以四遥为基础得以实现和发展的。在网络技术条件的支持下，四遥数据具有共享性的特点。变电站综合自动化系统通过四遥不仅实现了对信息和数据采集和分类，还能实现数据信息的传递，使变电站其他设备单元能够及时接受信息，保证变电站的正常运行。因此在变电站电气二次设计中，要注意对四遥的功能进行考虑，例如四遥功能为变电站的检修提供帮助和数据信息的收集及分类方面，设计中充分考虑四遥功能，从而实现变电站各设备单元信息传递的有效性。
3变电站电气二次设备自动化设计的发展趋势
第一，随着智能化技术的发展，将智能化技术融入变电站电气二次设备自动化设计中是其今后发展的重要方向。这一发展对更好地维护变电站的正常运行有较高的作用，尤其是对于相关故障的智能化鉴别和处理，其发挥的作用更为突出。第二，从变电站电气二次设备的应用现状来看，回路中出现问题的概率越来越高。因此，采用恰当的自动化技术控制和解决这些回路问题也就成了今后变电站电气二次设备自动化发展的一个重要方向和需要解决的主要问题。第三，在研究变电站电气二次设备自动化的过程中，其设计模式正从以功能设计为主的自动化设计向以对象为主的自动化设计转变，这也是为了保证变电站能够正常运行。
结束语
总而言之，变电站电气二次设备对于国家的电力系统操作控制至关重要，是提高电气监测准确度、提高电气系统设备保护程度的有效手段。在变电站二次设备的自动化设计过程中仍然面临着许多复杂的设备任务，一方面要保持系统的稳定性与可靠性，另一方面还应当保持其经济性避免因过于复杂的自动化设计方案而产生更多的电能浪费。因此在未来我国仍然需要在电气二次设备的自动化提升方面进行有效的技术研发。
参考文献：
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[2]徐健.电网综合自动化变电站的运行及建议[J].科技风.2013（18）.
[3]冯立丰.对变电站电气二次设计的探究[J].中华民居（下旬刊）.2014（05）.
论文作者:文立新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：变电站论文; 电气论文; 设备论文; 电能论文; 功能论文; 站内论文; 监控系统论文; 《电力设备》2018年第21期论文;