电气自动化的系统设计的系统选型与自动化原则

陈齐

(国网江西樟树市供电有限责任公司,江西樟树 331200)

电气自动化的系统设计的系统选型与自动化原则

陈齐

(国网江西樟树市供电有限责任公司,江西樟树 331200)

变电站是电力系统的重要组成部分,而电气自动化设计是电力系统中的重要技术环节,因此需要充分的重视电气自动化系统的设计。文章通过分析了电气自动化系统方案设计的思想,深入地探析了电气自动化系统的设计的选型与设计原则方面的内容。

电气自动化 系统选型 自动化原则

随着科学技术的不断发展和计算机技术的进步,电气自动化系统在电力系统中得到广泛的应用。各地区的电网改造和建设中应用自动化新技术,取得了一定的成功。在我国电气自动化系统的实施过程中,采用了配变电站监控以微机保护为数据采集和控制的基础,将保护、控制以及测量结合在一起的方式。

1 方案设计的思想

随着计算机和通信网络技术的发展,RTU和LTU以及保护监控单元将直接上网,并且通过网络和工作站进行通信,这样可以取消前置处理环节,从而消除通信的瓶颈现象。变电站自动化系统和无人值班运行模式的实施,可以提高电气主设备的可靠性。从信息流的角度出发,保护和控制、测量的信息来自现场TA、TV二次侧输出。保护主要采集的是一次故障的信息,对于TA、TV测量范围比较宽,需要按照10倍的额定值进行考虑,但是对于测量的精度要求比较低。对于控制和测量主要采集运行状态信息,他们对于TA、TV测量的范围比较窄,通常在测量值附近波动,而且对测量的精度存在一定的要求[1]。总控单元主要接收来自远方的控制输出命令,在经过一定的审核后,需要在校核后可以直接动作直到保护操作回路,这样就简化了设备,提高了可靠性。从无人值守角度看,需要对主接线、主设备、二次回路以及设备进行简化,这就需要保护、控制和测量实现一体化,这样有利于简化设备以及日常维护的工作量。对于110kV以及以下的配电站,电量计费、功率总加等需要接量测TA、TV来满足测量的精度要求,对于其他的测量可以监视设备的运行状态。在局域网上各种信息可以实现共享、这样控制和测量不需要配置各自的数据采集硬件。对于10kV配电站来说,由于接线简单,对保护的要去相对比较低,因此可以采用RTU完成线路的保护以及母线的切换等功能,但是需要在RTU中增加保护运行判断功能。

2 设计说明

2.1 系统的选型

变配电站自动化包括继电保护、变配电站集中监控以及远方调度管理。智能化、综合化的变配电系统的使用需要依据工程的实际需求进行选择。在继电保护的选择,对于10kv变配电所是电力系统的开闭以及用户变配电站,一次接线比较简单,因此采用常规继电保护。在选用价格比较低、性能良好的智能化开关、智能化开关柜后,需要取消常规继电保护。对于35kv以上的变配电站,具有变压保护,因此应该选择微机保护。对于配电站的集中监控和远方调度,需要采用集中式和分散于的开关柜内的集散系统两种形式。变配电综合自动化系统是一种先进的系统,它安装在开关柜内,而且是变配电站内集中监测和远方调度系统。对于集中式的变配电计算机监测与远方调度系统,需要安装各种电量变送器。由开关柜引出测量、信号、控制电缆等,而且施工的工作量比较大,不适宜推广使用。在开关柜内安装变配电自动化系统的末端数据采集与控制单元,这样交流采样可以从电压互感器直接进行测量,从而省掉了电量变送器的使用,甚至可以省掉开关柜的指示仪[2]。对于变电站电气自动化系统来说,外部电缆仅有一根供电电源和通讯电缆,这样的设计的简单,因此适宜大范围的推广。对于智能化的开关和智能化的开关柜来说,需要设计通信电缆,并且引至到调度室的中央控制站计算机上,这样就可以实现集中监测和远方调度的功能。另外由于厂家的产品的通信协议不同,因此实现联网比较困难。

2.2 电气设计原则

在变配电自动化系统的设计中,需要充分的充分的考虑一次系统和二次系统。在一次系统的设计中,变配电站采用计算机监测和控制,这对一次系统接线没有影响,而一次系统的接线方式和供电方案需要依照相关的规定进行,变配电站在采用计算机监测和控制后,可以简化模拟盘,这样能够充分的发挥计算机的图形显示功能,从而可以实现无人或者少人值班。二次系统的设计原则是变配电站采用计算机监测与控制,可以取消值班室的中央信号,保留集中保护的继电保护屏。在二次系统的设计中,需要做好下列的工作:值班室继电保护屏与中央信号系统、开关柜内的继电保护、信号与控制回路设计等保持不变,需要设计出一套重复的计量、信号与控制回路计算机监测与控制系统[3]。对于开关柜的继电器保护、计量、信号与控制回路设计保持不变,把中央信号系统取消,而对于集中保护的继电保护屏进行保留,接着将计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。开继电关柜内的保护、计量、信号与控制回路设计保持不变,而值班室的中央信号系统仅仅是指电源进线和母线联络开关柜,出线开关柜不进入到中央信号系统中,而母线联络开关柜、出线开关柜的中央信号系统会全部进入计算机监测与控制系统。

2.3 电气设计

对于一次系统的设计中,对于电气的主接线方式保持不变,而在单线系统图的设备型号中,应该注明采用计算机监测与控制系统后,增加的设备型号与数量。在开关的设置中,对于需要通过计算机监测与控制系统进行远方遥控操作的开关,应该选用具有远方分配、合闸功能的开关。对于进入到计算机监测和控制系统的开关,需要具备独立的接入点,这样才能够确保计算机监测与控制系统的接入。对于二次系统继电保护设计来说,35kv以上的供电系统可以选用微机保护,并且需要考虑变配电站综合自动化单元。10kv供配电系统通常以常规继电器继电保护为主,设计含有监控功能的变配电综合自动化单元。而对于220kv和380kv的低压配电系统,需要以自动开关和熔断器为保护。在测量回路的设计中,对于测量参数的确定,需要在计算机监测与控制系统中依据用户的需求和相关的规定进行确定。

3 结语

随着电网的建设,电气自动化系统的应用逐渐的广泛,可以实现高效、经济的变配电站的建设。智能化电网的建设需要从设计阶段进行优化,做好电气自动化系统的设计,能够促进电网运行的安全性和可靠性。

[1]王仓继.变电站电气自动化研究分析[J].科技资讯,2012(4):76-79.

[2]田锋.变配电自动化系统的技术革新[J].技术与市场,2012(10):115-117.

[3]王仁.电力系统中电气自动化技术处理中应用思考[J].北京技术,2009(11):189-190.