110KV智能变电站电气自动化设计

110KV智能变电站电气自动化设计

刘楚杰

梅州市水利水电勘察设计院大埔分院514200

摘要：文章主要从110kV变电站基本概述出发，分别阐述了110KV智能变电站的作用，以及110KV变电站电气自动化设计，旨在与广大同行共同探讨学习。

关键词：110KV；智能变电站；电气自动化

一、110kV变电站基本概述

变电站是指电力系统中对电压进行变换，合理配置电能，同时对电力流向和电压综合控制的一套电力设备。变电站具备桥梁作用，结合变压器把各等级电压电网有机融合，达到合理配置和调换电能的效果，进一步让每个电网组成一个供电体系。

换句话讲，变电站的可靠运行关系到全部电网的运行质量。我国的110kV变电站有很多，且覆盖面也比较广。110kV变电站自动化指的是以计算机通信技术与网络技术作为前提条件，应运而生并得以迅猛发展的先进科技。国外从20世纪初便开始展开研发，时至今日，诸多电力设备制造企业也有相关产品不断研发出来。同一时间，部分企业指出，对变电站电气自动化展开设计，企业生产成本可明显下降，其综合竞争实力会大幅上升，市场的占有率因而得以保持并不断拓展。也正基于该层次，对110kV变电站的电气自动化技术设计与应用进行研究，提升进一步的工作效率，确保变电站能够安全可靠运行。110kV变电站在20世纪60年代左右逐渐迈进普通地级市，因为那时电力投入过少，且供电负荷较低，诸多城市仍然依赖35kV变电站共同构建高压输电网络。

二、110KV智能变电站的作用

1.状态可视化

通过实现变电站智能化，可以将全站设备运行状态监测功能实现，那么在这一过程当中做好设备工作过程当中非电气量参数的采集，通过网络通信技术、计算机技术、传感器等利用，立足于基础通过专家系统做好得到的各项特征参数的运用，从而能够将运行设备故障或者是潜在故障及时预测。设备状态监测这是属于检修设备状态的基础，通过比较原始设备计划检修模式，状态检修模式能够将特别多不必要检修与停电事故减少。针对这样的情况，智能化检修维护变电站，使得设备检修环节更加具备合理性与针对性，将维护检修设备成本降低。

2.通信标准化

由于采用的一项新的网络通信体系则是IEC61850标准，借助于这一标准，能够定义自动化变电站系统国际通信标准，以便能够使得变电站自由连接不同厂家生产的设备，导致设备相互之间可以做到相互操作与全站共享信息等功能。

3.功能一体化

（1）集中化系统功能。通过全景数据的采集，智能变电站能够做到诸如监测设备状态、防误操作功能等系统的各项功能实现，正是受到逐步推行IEC61850标准的影响，价值相互融合保护装置与自动化装置，这也逐步实现自动化管理保护系统。

（2）集成化设备功能。正是凭借使用网络化控制方式与数字

化测量方式的使用，这也就使得间隔层设备的I/O接口模块与采样模块极大的简化，这就能够做到进一步强化其所具备的逻辑计算能力，存在更加集成化系统功能。比如在110KV智能化变电站当中所运用的保护监控一体化装置。除此之外，系统能够做到在间隔级当中集成电能计量与故障录波等功能。

（3）互动化信息。控制顺序其所具备的主要功能则是实现就地顺序控制与远程监控变电站，其主要是其主要存在的是实现间隔层设备检修、运行、转换备用状态、运行开关柜操作、双母线倒闸操作、变压器各个侧跨电压等级操作等。无功自动分析控制电压，通过与变电站自动化系统、集控主站系统、调度系统应用的有效结合，处理各种类型节点参数，整合出AVC于VQC最优方案，随后向变电站自动化系统反馈方案，以便能够做到无功调节命令的实现。

三、110KV变电站电气自动化设计

1.PLC的设计

由于PLC具有良好的可靠性与稳定性，并且编程简单，因此被广泛地应用于110kV变电站的监控系统，它主要是以指令或梯形图编程的形式应用于监控系统实时控制中。此外，PLC主要是监控110kV变电站的电气一次部分。通常在选择PLC的时候，需要根据具体的控制对象备有20~30%的用量，以保障监控系统实时监控作用的发挥。

2.组态软件设计

具体而言，110kV变电站组态软件设计主要指的是：设计监控界面，并且在此基础上配置PLC设备。建立监控数据库，将数据点和PLC的数据联系起来。设计相关设备的操作图形界面与操作按钮。以动画的形式连接上述层次，建立图形与数据的对应关系，当发生异常时能以声光进行报警。设计操作说明书，用以指导执行相关操作设备。

3.PLC和组态软件通信设计

当尚未做到PLC和组态软件相互之间协议的熟练掌握，如果存在必要在PLC当中做好网络与编程的设置，与此同时，还能够实现通信在PLC和组态软件两者之间。可是在这里需要重点关注的是，在进行110KV变电站与电气一次部分以及监控系统的设计过程当中，应该对PLC正常工作高度重视，从而确保实现数据的交换，这就应该把组态软件向正确通信位置切换。

四、电气自动监控系统

110kV变电站监控系统旨在确保电网安全可靠运行，将变电站工程成本降至最低。变电站监控系统应用是在数字信息时代背景下信息技术与高性能通信融合下的产物。可以做到在线随时随地监控变电站部分机械设备运转数据与运行情况，对设备运行信息采集、处理、归纳总结，经研究所得结论立即送至监测系统终端，给变电站管理与运行提供参考依据。

首先，系统整体功能与结构。变电站监测系统结构设计，应当综合考量三个层次的内容：其一，监测系统首层是上位机，它通过变电站网络与组态软件一起控制，上位机处在监测系统中心呈现出双机冗余形态；其二，监测系统第二层由PLC构成，处在监测系统控制室视作软冗余；其三，监测系统第三层为隔离开关、断路器等设备，主要负责监测电流电压等数据。

其次，PLC设计。PLC属逻辑型控制器，可自由编程，因为它稳定可靠的性能被用在110kV变电站监测系统之中，因为容易编程，凭借梯形图与指令进行编程充分符合投入实际生产所需。用PLC来监测变电站电气相应部分。对PLC进行选取过程中，应当依据实际控制对象储存20%～30%备用量，从而充实监测系统控制水平以促使变电站每时每刻都处于被监测状态。

再次，组态软件设计。组态软件多用在控制与采集数据过程中，然而组态软件是变电站监测系统自动监测层研发平台，须变化组态形式供给使用者建立自动检测控制工具。为了对变电站部分设备进行监测就要考虑如下设计内容：对监测界面进行设计，同时对PLC设备进行设计，构建监测数据库，以匹配PLC数据与数据点，设计部分设备报警及工作操作按钮与图形界面，用动画形式把以上层级连在一起，构建数据和图形对应变化关系，如果处在非正常状态就利用声光方式报警，最后对操作脚本进行设计，以促使设备正常运行。

最后，PLC和组态软件通信。PLC和组态软件存在韧性驱动促使两者通信达成，假使使用者没能对两者间协议把握得当，就不需要在PLC当中对网络与编码进行设置达到两者间交流通信的目的。变电站与电气监测系统设计需要留意PLC运行时，务必调整组态软件至恰当通信位置从而确保成功交换数据信息。

结语

综上所述，伴随国家经济的日益发展，电力系统不断的成长完善，110kV变电站在提供电能资源的同时，它的自动化进程已经越来越受人们关注。对于110kV变电站，电网故障是最大的影响因素，设备的老化、配网线路的维护水平偏低、自动化进展缓慢等对其都是可变的因素。伴随变电站供电技术的不断发展，在进行实际供电的时候，会碰到诸多影响110kV变电站自动化进程的因素，所以相关的工作人员在综合110kV变电站自动化设计的时候，应多角度入手，让110kV变电站自动化技术设计与应用在科学合理的状态下综合提高。所以110kV变电站相关人员在适当提高配网自动化水平的同时，应当基于当地发展实情，发散思维，灵活应对提出多种科学合理的解决方法，最终的目的就是提高110kV变电站的整体自动化建设质量。

参考文献：

[1]智能变电站及技术特点分析[J].闫兴德.中国新技术新产品.2017（05）

[2]智能变电站的技术应用探讨[J].刘军.中国设备工程.2018（18）

[3]110kV变电站电气自动化技术及应用研究[J].刘晓晴.中国高新科技.2017（04）