数字化变电站中电气二次设计

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1、数字化变电站中电气二次设计【概要】本文就数字化变电站中的电气二次设计进行探讨，并针对数字变电站电气二次设计原则等方面作了深入探究，为类似设计工作提供参考借鉴。【关键词】电气二次设计；原则；保护配置；调度自动化1•前言所谓的数字化变电站，就是指在变电站的信息收集、信息传输、信息处理、信息输出过程中，使用数字化技术和设备，使这些过程全部实现数字化运行的变电站。而电气二次设计主要是指针对主线路的一次设备，进行一次设备参数的测量设计、检测设计以及控制电路的设计。随着电力信息技术和智能化水平不断提高，数字化变电站、智能电网是当今供电技术发展的总趋势，传统变电站二次系统存在的问题及相

2、关配置，已不能满足电网建设智能化发展的需求，因此，实现对变电站的数字化监控，测量，控制和保护，并开展二次电气设计尤为重要，对数字化变电站的建设具有重要意义。2•数字化变电站电气二次设计原则2.1电气二次设备设计原则220kV数字变电站要求常规的二次设备，如继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现功能装置重复I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。

3、2.2五防闭锁五防功能是指：⑴防止误分、合断路器。⑵防止带负荷分、合隔离开关。⑶防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）。⑷防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）。⑸防止误入带电间隔。数字化变电站五防是一种采用计算机技术、用于高压开关设备防止电气误操作的装置。通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件组成。现行微机防误闭锁装置闭锁的设备有四类：开关、刀闸、地线（地线刀闸）、遮栏网门（开关柜门），上述设备是通过微机锁具（电编码锁和机械编码锁）实现闭锁的，对上述设备须由软件编写操作闭锁规则。2.3同期合闸同期合闸是变电站中经常遇到的操作，对减小冲击，提

4、高系统稳定性具有重要作用。目的是将任何一个开关两边来自于不同系统的电压同期和闸并网，把两个系统变为一个系统。同期要求安全、准确、快速。三个条件中安全最为重要,同期装置必须有的闭锁功能，宁拒动不误动。避免出现中性点电压位移、过电压、增大预穿长度、导致系统不稳定等三相不同期危害。图1同期过程框图220kV数字变电同期系统应该具备自动识别并网对象类别及并网性质的功能。这种同期装置设计为多条线路所共用，通过自动同期选线器在上位机的控制下自动进行同期点的切换，每个同期点具有独立的整定参数组，其中包括允许功角的定值。控制器以精确严密的数学模型，确保差频并网（对系统或两解列系统间的线路

5、并网）时捕捉第一次出现的零相差，进行无冲击并网。保护装置在不同系统并网过程中按模糊控制理论的算法，对电网频率及电压进行控制，确保最快最平稳地使频差及压差进入整定范围，实现更为快速的并网。2.4保护配置1）继电保护配置原则继电保护装置是反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它可以用于迅速切除故障，使停电范围缩小，指示不正常状态，并予以控制。继电保护装置由最初的熔断器不断发展，经过电磁型，晶体管型，集成电路型，直至数字化变电站的微机保护。在分层分布式综合自动化系统中，一般将整个变电所的设备分为三层：变电所层一一包括监控主

6、机、远动通信机等。变电所层设现场总线或局域网，供各二次设备之间交换信息。间隔层（单元层）般按断路器间隔划分，包括测量、控制部件和继电保护装置。过程层（设备层）一一主要指变电所内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备。2）主变压器保护配置原则220RV主变压器微机保护按双重化配置电气量保护和一套非电气量保护。采用两套完整、独立并且是安装各自屏（柜）内的保护装置，每套保护均配置完整的主、后备保护,宜选用主后备保护一体装置。两套变压器保护的交流电流、直流电源以及用于保护的隔离刀闸的辅助接点、切换回路应相互独立。两套完整的电气量保护的跳闸回路应与断路器

7、的两个跳圈分别一一对应，非电量保护的跳闸回路同时作用于断路器的两个跳闸线圈。主变压器非电量保护应设置独立的电源回路和出口跳闸回路。2.5调度自动化对于远动系统，针对变电站无人值班设计，站内应配置相应的远动通信设备，且应冗余配置，并优先采用专用装置、无硬盘型，采用专用操作系统，远动与计算机监控系统合用I/O测控单元。远动信息采取“直采直送”原则，直接从I/O测控装置获取远动信息并向调度端传送。远动通信设备直接从计算机监控系统的测控单元获取远动信息并向调度端传送，站内自动化信息需相应传送到远方监控中心。图2主变压器保护配置图2.6