摘要：電氣自動(dòng)化和智能化的發(fā)展出現(xiàn)使得二次設(shè)備網(wǎng)路融合技術(shù)在變電站建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，大大推進(jìn)了我國(guó)變電站建設(shè)技術(shù)的前進(jìn)。文章分析其特點(diǎn)，探討其設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】110kV;變電站;電氣設(shè)計(jì);發(fā)展
隨著電力事業(yè)不斷的加大投入力度，110kV變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，同時(shí)110kV變電站是眾多變電站中最為常見(jiàn)的一種，而人們生活水平與質(zhì)量的提高使其對(duì)供電質(zhì)量也提出了更高的要求。
1、 110kV智能變電站的特點(diǎn)
1.1通信標(biāo)準(zhǔn)化
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)新的網(wǎng)絡(luò)通信體系，它對(duì)自動(dòng)化變電站系統(tǒng)的國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)做出了定義，讓變電站使用的不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備之間可以自由的連接，使得設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互操作以及全站的信息共享等功能。
1.2狀態(tài)可視化
變電站智能化的實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)全站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的功能，其過(guò)程是經(jīng)過(guò)采集設(shè)備工作時(shí)非電氣量參數(shù)，利用傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，再使用專家系統(tǒng)分析獲取的各項(xiàng)特征參數(shù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故障或是預(yù)測(cè)潛在故障。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)作為設(shè)備狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，與原始的設(shè)備計(jì)劃?rùn)z修模式，狀態(tài)檢修模式減少了很多的不必要檢修和停電事故。由此變電站實(shí)現(xiàn)了智能化檢修維護(hù)，在檢修設(shè)備時(shí)更有針對(duì)性和合理性，降低了設(shè)備檢修維護(hù)成本。
1.3功能一體化
(1)系統(tǒng)功能集中化。智能變電站在采集全景數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，例如防誤操作功能、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。由于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的推行，以及自動(dòng)化裝置和保護(hù)裝置的相互融合，保護(hù)系統(tǒng)也逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理。
(2)設(shè)備功能集成化。由于數(shù)字化測(cè)量方式和網(wǎng)絡(luò)化的控制方式帶來(lái)的好處，大大簡(jiǎn)化了間隔層設(shè)備的采樣模塊和I/O接口模塊，所以可以對(duì)其邏輯計(jì)算能力做進(jìn)一步的強(qiáng)化，使得系統(tǒng)功能更加集成化，例如110kV智能化變電站中使用的保護(hù)測(cè)控一體化裝置。并且系統(tǒng)還能夠把電能計(jì)量以及故障錄波等功能也集成到間隔級(jí)中。
(3)電源系統(tǒng)一體化.傳統(tǒng)的變電站的電源一直都是采用分散設(shè)計(jì)模式，把各個(gè)電源子系統(tǒng)獨(dú)立組屏，各項(xiàng)設(shè)備的生產(chǎn)和安裝由不同廠家來(lái)完成，給設(shè)備的管理和維護(hù)帶來(lái)了很多不便，而智能化變電站克服了這些弊端。
(4)信息互動(dòng)化.順序控制：其主要功能是實(shí)現(xiàn)變電站的就地順序控制以及遠(yuǎn)程監(jiān)控，主要包括實(shí)現(xiàn)間隔層設(shè)備的“運(yùn)行、檢修、備用”狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、雙母線倒閘操作、變壓器各側(cè)跨電壓等級(jí)操作、開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行操作等。電壓無(wú)功自動(dòng)分析控制：結(jié)合應(yīng)用調(diào)度、集控主站系統(tǒng)和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，把各類節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行處理，整合出VQC和AVC最優(yōu)方案，最后再把方案反饋下發(fā)至變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)功調(diào)節(jié)命令。
2、110kV變電站電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)
2.1 PLC的設(shè)計(jì)
由于PLC具有良好的可靠性與穩(wěn)定性，并且編程簡(jiǎn)單，因此被廣泛地應(yīng)用于110kV變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，它主要是以指令或梯形圖編程的形式應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制中。此外，PLC主要是監(jiān)控110kV變電站的電氣一次部分。通常在選擇PLC的時(shí)候，需要根據(jù)具體的控制對(duì)象備有20～30%的用量，以保障監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控作用的發(fā)揮。
2.2組態(tài)軟件設(shè)計(jì)
具體而言，110kV變電站組態(tài)軟件設(shè)計(jì)主要指的是：設(shè)計(jì)監(jiān)控界面，并且在此基礎(chǔ)上配置PLC設(shè)備。建立監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)點(diǎn)和PLC的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。設(shè)計(jì)相關(guān)設(shè)備的操作圖形界面與操作按鈕。以動(dòng)畫(huà)的形式連接上述層次，建立圖形與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)能以聲光進(jìn)行報(bào)警。設(shè)計(jì)操作說(shuō)明書(shū)，用以指導(dǎo)執(zhí)行相關(guān)操作設(shè)備。
2.3 PLC與組態(tài)軟件的通信設(shè)計(jì)
如果沒(méi)有熟練掌握PLC與組態(tài)軟件之間的協(xié)議，則沒(méi)有必要在PLC中設(shè)置編程和網(wǎng)絡(luò)，同樣可以實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通信。只是，在設(shè)計(jì)110kV變電站和電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要注意在PLC正常工作時(shí)，為保障交換數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)，務(wù)必要將組態(tài)軟件切換到正確的通信位置上。
2.4 110kV變電站電氣自動(dòng)化的二次設(shè)備布置設(shè)計(jì)
對(duì)110kV變電站電氣自動(dòng)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，不可避免地需要對(duì)變電站二次設(shè)備進(jìn)行布置。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
(1)采用集中布置的方式。
(2)使得變電站二次設(shè)備的柜體結(jié)構(gòu)、外形及顏色保持統(tǒng)一。
(3)選擇恰當(dāng)合理的保護(hù)裝置和監(jiān)控系統(tǒng)。
(4)控制器室的備用屏位置應(yīng)該約占總屏位的一成。
2.5 110kV變電站電氣自動(dòng)化的直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(1)直流系統(tǒng)采用一體化電源設(shè)備，為全站交直流設(shè)備提供安全、可靠的工作電源，包括：380V/220V交流電源、DC220V(110V)直流電源、通信電源DC48V、逆變電源等組成。
(2)一體化電源系統(tǒng)主要由ATS雙電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)模塊及交流配電單元、充電單元、逆變電源、蓄電池組、通信電源及各類監(jiān)控管理模塊組成。逆變電源直接掛于直流母線對(duì)重要負(fù)荷供電。
(3)一體化電源系統(tǒng)采用分層分布架構(gòu)，各功能測(cè)控模塊采用一體化設(shè)計(jì)、一體化配置，各功能測(cè)控模塊運(yùn)行工況和信息數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約接入一體化信息平臺(tái)。實(shí)行一體化電源各子單元分散測(cè)控和集中管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)一體化電源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
3、110kV變電站電氣自動(dòng)化的圖像監(jiān)視與安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
圖像監(jiān)視與安全預(yù)警系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在安全防范要求方面。系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容如下所示：
(1)在110kV變電站的圍墻四周安置探測(cè)器、遠(yuǎn)紅外線或者電子?xùn)艡凇?/p>
(2)在110kV變電站大門以及主控制樓入口處安裝攝像頭。
(3)在110kV變電站各配電裝置區(qū)安裝室外攝像頭。
(4)在110kV變電站的蓄電池室、控制室及各電壓配電裝置室內(nèi)安裝室內(nèi)攝像頭。
(5)完善110kV變電站在安全方面的配套措施(譬如防火防盜功能的配置)。
(6)確保安全預(yù)警系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)能夠傳至變電站集控中心或者調(diào)度室。
4、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的突發(fā)猛進(jìn)，變電站電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在110kV變電站中的應(yīng)用和推廣明顯加深，近幾年智能變電站技術(shù)應(yīng)用也越來(lái)越成熟，變電站必然會(huì)向著無(wú)人值班、無(wú)電纜溝道和無(wú)房屋建筑方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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