楊璠

摘要：變電站電氣一次部分的合理化設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到變電站電氣系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，本文結(jié)合500kv變電站的特點(diǎn)，探究變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：500kv變電站；電氣一次部分；監(jiān)控系統(tǒng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于電力資源的需求日益旺盛，輸變電工程的電壓系統(tǒng)等級(jí)也在不斷的增高，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈加的復(fù)雜，實(shí)時(shí)傳送的信息也成倍增加，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的標(biāo)準(zhǔn)要求也越來(lái)越高，變電站運(yùn)行的是否安全，成為當(dāng)今變電站設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、 變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性

在變電站設(shè)計(jì)完畢之后，要想使其能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，必須要對(duì)以下兩個(gè)方面重視起來(lái)：

一方面，科學(xué)合理的進(jìn)行變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)，把變電站的電氣主接線作為變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)過程中的核心重點(diǎn)，變電站的主接線采取什么方式是保證變電站以及電力系統(tǒng)正常安全運(yùn)行的根本因素，此外，變電站主接線的形式直接與變電站電氣設(shè)備的選取、保護(hù)以及繼電的控制方法鉤掛，因此，變電站主線形式的科學(xué)化設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)的前提條件[1]。

另一方面，對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，變電站的監(jiān)控系統(tǒng)作為對(duì)變電站各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制的重點(diǎn)，充當(dāng)著變電站傳輸信息數(shù)據(jù)中心的角色，它的主要作用是負(fù)責(zé)對(duì)變電站線路的檢查，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，使問題得到及時(shí)有效的解決，從而保證變電站的安全正常的運(yùn)行。

本文以500kv變電站的電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)為例，對(duì)變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行解析，為今后變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)優(yōu)化提供些許的借鑒。

二、500kv變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)

500kv變電站屬于超高壓變電站，其擁有容量大、電壓高以及出現(xiàn)回路數(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，是電力輸送的重點(diǎn)樞紐。500kv變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)主要包括500kv進(jìn)線四回，其由200km進(jìn)線兩回以及300km進(jìn)線兩回構(gòu)成，并且500kv進(jìn)線四回分屬四個(gè)獨(dú)立的電源；110kv的饋出線八回，分別距離負(fù)荷端：40km、50km、60km、70km，并且每一個(gè)分別都為兩回。變電站設(shè)置有四個(gè)主變單臺(tái)，其規(guī)格為4×370MVA，系統(tǒng)按照無(wú)窮大為基準(zhǔn)進(jìn)行考慮[2]。

（一）對(duì)主接線的設(shè)計(jì)

500kv變電站電氣一次部分最為重要的就是主接線的設(shè)計(jì)。電氣一次部分所對(duì)應(yīng)的主接線主要指的是由高壓電器設(shè)備以及連接線連接而成的用于接受以及配送電力的線路。主接線能夠清楚的反映出不同電氣設(shè)備的相互作用以及相互連接方式，而且也能反映出線路個(gè)回路之間的相互關(guān)系，主接線是變電站電力系統(tǒng)部分接線的重要組成部分，主接線科學(xué)化的設(shè)計(jì)，能夠有效地保障變電站電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定，并且對(duì)配電裝置的布置以及繼電的保護(hù)等都能起到良好的保障作用[3]。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須要滿足穩(wěn)定電力輸送、電力調(diào)度靈活、便于養(yǎng)護(hù)維修以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。

（二）對(duì)主變壓器容量的選擇

要想500kv變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)方案得到科學(xué)合理的實(shí)施，主變壓器的選擇尤為重要，而且主變壓器的容量對(duì)于變電站電氣一次部分的運(yùn)行有著重要的作用。若選擇的主變壓器容量不夠大，那就無(wú)法有效的保障電力負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)以及增長(zhǎng)；而一旦選擇的主變壓器容量過大，就會(huì)增加變壓器的空載損耗，無(wú)法達(dá)到節(jié)能降耗的要求。因此，變電站電氣一次部分所要選用的主變壓器要充分考慮到長(zhǎng)期使用的電力負(fù)荷，一般來(lái)說(shuō)，變電站主變壓器的容量按變電站建成后5到10年的規(guī)劃負(fù)荷為基礎(chǔ)進(jìn)行考慮，同時(shí)，在選擇時(shí)還要假設(shè)其中一臺(tái)主變壓器無(wú)法正常使用時(shí)，其他主變壓器還必須能夠滿足變電站供應(yīng)電力負(fù)荷的60%到70%。在對(duì)500kv變電站主變壓器進(jìn)行選擇的時(shí)候一般選擇的是容量為370MVA，型號(hào)為SFPZ-370000/500的變壓器。

（三）3/2斷路器接線

3/2斷路器接線就是在每3個(gè)斷路器中間送出2回回路，一般只用于500kV電網(wǎng)的母線主接線。3/2斷路器的接線方式中2條母線之間的3個(gè)開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，連成一串，從一串相鄰的2個(gè)開關(guān)之間把元件引出來(lái)，也就是說(shuō)這一串中的3個(gè)開關(guān)共有2個(gè)元件，中間的開關(guān)是共用的，相當(dāng)于每個(gè)元件使用1.5個(gè)開關(guān)，因此，3/2斷路器接線也稱為半開關(guān)接線，它的的主要優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行調(diào)度靈活，正常的時(shí)候，500kv電網(wǎng)兩條母線和全部斷路器運(yùn)行，構(gòu)成多路環(huán)狀供電的形式；當(dāng)對(duì)線路檢修的時(shí)候，便于操作，當(dāng)一組母線停止的時(shí)候，不需要切換回路，且對(duì)任意一臺(tái)斷路器進(jìn)行檢修時(shí)，各回路仍可按照原有的接線方式運(yùn)行，無(wú)需切換；運(yùn)行可靠，每一條回路由兩臺(tái)斷路器供電，母線發(fā)生故障時(shí)，任何回路都不停電。然而，3/2斷路器接線的缺點(diǎn)是使用設(shè)備較多，投資費(fèi)用大，繼電保護(hù)接線較為復(fù)雜。

三、500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

500kv變電站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)保障供電電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及節(jié)約500kv變電站的工程成本，降低造價(jià)。500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控保證了變電站的正常運(yùn)作，并且相關(guān)信息獲取之后后，對(duì)所得到的信息進(jìn)行必要分析，并把得出的結(jié)論以直觀的形式提交到監(jiān)控系統(tǒng)的終端，為500kv變電站的管理者以及運(yùn)行人員的決策提供重要的參考資料。

（一）監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)以及功能

在對(duì)500kv變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要綜合考慮多方面的因素，一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為三層：首先，第一層設(shè)計(jì)為上位機(jī)，其主要是由500kv變電站控制的計(jì)算機(jī)以及組態(tài)軟件共同構(gòu)成，上位機(jī)一般位于監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，設(shè)計(jì)方式為雙機(jī)冗余；其次，第二層是PLC，安裝在監(jiān)控系統(tǒng)的控制室之內(nèi)，設(shè)計(jì)方式為軟冗余；最后是第三層，主要是由斷路器以及隔離開關(guān)等設(shè)備組成，具體負(fù)責(zé)電壓以及電流等參數(shù)的監(jiān)控。500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的主控計(jì)算機(jī)通過普通網(wǎng)卡與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，PLC則通過以太網(wǎng)的通信模塊與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，借助TCP/IP協(xié)議完成兩者之間的相互通信，

（二）PLC的選取

PLC是一種可編程邏輯控制器，以其穩(wěn)定以及可靠的性能廣泛應(yīng)用于500kv變電站的監(jiān)控系統(tǒng)之中，由于PLC編程較為簡(jiǎn)單，可以用指令或梯形圖來(lái)進(jìn)行編程，因此被用于監(jiān)控變電站電氣一次部分。在選取PLC的時(shí)候，要根據(jù) I/O的點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在實(shí)際點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)之上保留20%到30%的備用量，以便于監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控能力的擴(kuò)充，方便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（三）組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)

組態(tài)軟件作為500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控層的開發(fā)平臺(tái)，必須要采取變化的組態(tài)方式構(gòu)建自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。在對(duì)500kv變電站電氣一次部分監(jiān)控進(jìn)行組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)好監(jiān)控的界面，監(jiān)理PLC設(shè)備；創(chuàng)建實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，使檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)起來(lái)；制作圖形界面，以便于設(shè)備工作狀態(tài)的顯示以及報(bào)警等。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，對(duì)500kv變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全穩(wěn)定，對(duì)電氣一次部分及其監(jiān)控的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，旨在監(jiān)測(cè)變電站設(shè)備的正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患，通過數(shù)據(jù)的分析，從而實(shí)現(xiàn)500kv變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]白鑫龍.500kV變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].甘肅科技，2010，26（20）：67-70.

[2]趙雅斌.35kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)技術(shù)管窺[J].電子制作，2014，（24）：194.

[3]劉應(yīng)勝，于洋重.500kV變電站電氣一次部分及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].廣東科技，2012，21（15）：70，68.