110kV综合自动化变电站的电气二次设计探究

110kV综合自动化变电站的电气二次设计探究

王娟

天津中捷能电力工程勘察设计有限公司，天津 300000

摘要：在现代进程中，综合自动化变电站作为技术进步的杰出体现，其相较于传统模式，展现了显著的优势，推动了电力运营的智能化进程和高效管理。特别是在110kV综合自动化变电站的构建中，电气二次设计扮演着核心的角色，它对于保障变电站的稳定运行和高效能运作起着决定性的影响。因此，进行110kV综合自动化变电站的电气二次设计时，深入理解设计的关键要素并严格遵守相关设计原则至关重要，这将直接确保电气二次设计的精准可靠性和稳定性。

关键词：110kV综合自动化变电站；电气二次设计；策略

1 电气二次设计分析

电气二次设计的核心策略在于巧妙融合先进技术，如自动化管理、远程操控、微处理智能和高效通讯，其目标是对变电站的实时运营实施全方位监控，展现出高度集成的特性，确保对变电站的整体动态有深入理解。在设计过程中，设计师需兼顾精确的功率评估、设备的有效监控以及设备的顺畅运行，致力于构建一个功能完备且高效的变电站体系。随着自动化技术的飞跃式进步，变电站已经实现了无人值守的智能化操作，显著提升了能源利用效率。值得注意的是，电气二次设计的复杂性要求每一个环节都必须精细执行，严格的实施标准是确保设计质量的关键所在，以确保最终成果的卓越性和可持续性。

2 110kV综合自动化变电站的二次电气系统设计要求与原则

2.1 继电保护设计

继电保护系统在电力设施的稳定运营中扮演着基石角色，不可或缺。确保其独立运作至关重要，即使整个变电站的综合自动化系统遭遇故障或误差，保护系统仍能坚守岗位，维持正常功能。当前，变电站内的电线、接地设备、变压器和电容器等关键组件均装备了精密的机电保护和监控单元。在安装过程中，双回路配置以及光纤差动保护的完整性检查必不可少，同时，还需谨慎抉择高阻与低阻母线差动保护策略，以确保系统的全面性和可靠性。

2.2 防误闭锁功能

防误闭锁系统的存在旨在显著减少人为操作错误并遏制由此产生的潜在风险，任何可能引起操作失误的高压电力设备都应配置相应的防误保护设备。当前，两种主要的防误策略是计算机化防误和电气化防误。通常，防误功能在二次线路设计阶段就应确定，计算机防误是通过编程软件，规定对电气元件的操作限制规则，将繁复的二次锁定机制转化为微机处理的便捷方式，推动了闭锁系统的数字化进程。相比之下，电气防误依赖于设备间的物理连接，作为现场实施的电气装置联锁技术，其操作过程相对繁琐，且需大量使用二次电缆，接线步骤复杂，增加了技术挑战。

2.3 电动操作的自动化改进

在电力设施的管理中，强化变电站综合自动化系统的关键在于提升电动操作的精确度并实施严格的管控。技术革新旨在提升电动设备，如隔离开关和断路器等的智能化水平，同时构建稳固的二次回路保障其高效且安全的运行环境。具体来说，在110KV的综合自动化变电站中，独立的操作单元被设计用于转化来自综合变电系统的弱电跳闸信号至强电合闸回路的电位调整，这是优化过程中的核心环节。设计者在规划电动操作回路时，需着重考虑操作电源的接入策略，确保与保护设备、监控系统的无缝衔接，同时兼顾闭锁回路的保护机制和合闸保持功能的设置。此外，强化操作箱的防跳功能，以及确保机构动作的顺畅与监控系统的有效连接，都是设计时不容忽视的细节。在110KV综合自动化变电站中，设计师需精准把握分合闸控制功能的设计要点，以此消除潜在风险，通过不断的调试优化，持续提升电力系统的运行效能和稳定性。

2.4 故障录波与分析

在运营中，综合自动化变电站系统不可避免地会遭遇问题，而部署的故障录波设备就像一台精密的录像机，能详实且公正地记录下故障发生前后及过程中电气参数的波动情况。此外，录波装置具备智能化的分析能力，使得操作员能在第一时间洞悉故障的来龙去脉，从而争取宝贵的维修检测时间。它能整理并汇报故障设备、故障成因、可能影响和故障特性等关键信息，同时增强故障识别的准确性，提供有效的修复策略。在当前110kV全自动化变电站已经实现了无人值守模式，故障记录和分析功能的重要性尤为凸显。尽管传统的微机保护设备基本具备故障录波功能，但其存储容量往往无法满足记录大量详细数据的需求，导致波形质量和上传功能受限。因此，对于110kV的综合自动化变电站，引入专门的暂态故障记录分析装置至关重要。这种装置不仅能高效记录并展示故障前后电气参数的精确波形，还能自动进行深入分析和诊断，独立执行处理任务，集成了暂态故障和网络报文解析的双重功能。

3 电气二次设计的注意事项

3.1 智能电气设备的合理选择

在110kV综合自动化变电站的二次设计中，精妙挑选智能技术组件至关重要，它直接影响了整个电气二次系统的效能表现。电气二次设计中的智能设备阵容繁多，涵盖了诸如数字化电子互感器单元、高智能化的二次设备及智能型断路器等多元组件。对于断路器的选择，我们倾向于采用智能型断路器，它不仅沿袭了传统断路器的连接方式，还引入了智能终端，实现了实时监控和智能操控的功能。这种创新设计为110kV综合自动化变电站提供了全面的数字通信接口，提升了其整体的现代化程度。至于电子互感器，无论是有源还是无源设计，都应确保其能有效维护电力供应的稳定性，这是设计过程中不可或缺的一环。

3.2 防误闭锁

在一般的设计实践中，110kV综合自动化变电站的防误闭锁机制主要包括电力机械锁定和计算机辅助防误两种策略。电力机械锁定着重于物理层面的设备管控，然而，鉴于变电站线路繁多且连接模式的多样性，对这一功能的精准性和可靠性有极高的期待。因此，在进行电气二次设计时，设计师必须全面审视对110kV综合自动化变电站电力机械防误闭锁装置的需求，精细考量每一条电缆连接方式，以确保设计的高效和精确性，从而达成理想的设计目标。

3.3 继电保护装置

在110kV综合自动化变电站的电气二次设计中，继电保护系统占据核心地位，其关键职责在于保障监控系统的稳定性和自主性。即使面对变电站系统可能出现的运营故障，高效的继电保护机制能确保独立单元的正常运作，有效防止严重后果的发生。每个110kV综合自动化变电站的一次设备中，均内置了精细的保护模块，它们通过严密监测间隔层的电压和电流参数，预防任何非预期的状况发生。在保护单元的设计过程中，必须精确匹配电气一次设备和二次设计的功能配置，以实现设备保护装置的优化配置和容量的有效利用。这种精密的平衡旨在确保110kV变电站所有电气设备的保护性能及其容量能满足实际运行需求，提升整体运行效率和可靠性。

4 结论

在110KV智能变电站的电气二次设计过程中，着重于各子系统的协同效应。目标在于提升变电站的操作效率并确保其稳固且高效运行。设计策略上，需全面融合变电站内的各类设备及其相互关联，同时兼顾整体和局部的利益。深入剖析各个系统的特性，运用创新的技术手段，旨在最大限度地挖掘和释放整个系统的潜在效能。

参考文献：

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