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

摘要：智能变电站是对常规变电站的传承和延伸，它将先进的科学技术、智

能变集成技术和环境保护技术等相结合，构建一个能够自动控制、智能调控、可

靠传输的变电站，合理配置、调节和管理电力，使其能够最大限度地传输和使用

电能。智能变电站的特点是交互性强，低碳环保，传输可靠，稳定性高。对于国

家的电网来说，变电站是非常关键的一环，它的发展不仅可以促进国家的总体供

电能力，还可以改善能源的使用效率，还可以改善国家的电网结构，从而缓解国

家的能源紧张状况，促进国家的经济发展。

关键词：110kV智能变电站；电气自动化；设计

0 引言

在中国的能源消耗中，电力资源占据着非常关键的位置，而伴随着国家向高

质量发展的转变，其替代常规能源的速度将不断加快。随着社会经济的快速发展，人们越来越多地依赖于电能，因此，如何有效地组织和利用电能进行有效地利用

电能是目前我国电能质量控制的一个主要内容。智能变电站是电网的一项重大决策，它将信息化和智能化的优势引入到传统的电网工业中，减少电能的浪费，提

高电网的综合效率。

1智能变电站的概念及优势

智能的概念是指人性化的操作，是将物件通过科学技术的植入转化成与人一

样的思维操作和运行。智能变电站基于变电站中的一级和二级设备的智能化，基

于运行监控的智能化，它具备了经济环保、安全可靠、运行高效、信息交互等诸

多优点，使得整体的变电站运行具有安全运行预警、保护测控智能化、薄弱环节

自动辨识等特点。在过去的几年里，国内的变电站设施非常落后，采用手工方式

进行抄表测量和校验，这既不能满足供电的安全传输和高效运行的要求，也无法

满足特高压远距离输电、大容量发电机组和大电网的要求，也不符合现代的电力

科学技术管理。相对于常规的变电站来说，目前智能变电站具备无人值守、智能

监控、远程操作、远程监控、电子式互感器信息共享、一次开关设备操作控制、

专家检修系统便捷化以及全站在线监控自动化等诸多优点，能够节省大量的财力、人力和物力，对现代化电网的建设和发展起到积极的推动作用。建设智能变电站，能够从设备检修、数据交换、设备功能、设备结构替换、设备运维管理等五个层

面上，使其操作和维修工作达到智能化和信息化水平，大大提高了工作的效率。

2 110kV智能变电站电气自动化设计

2.1直流系统设计

在110 kV智能变电站的电力自动化设计中，直流系统是一个非常关键的环节，直接关系到整座电力自动化的成效，若其设计的好坏，将导致整套智能变电

站的电气自动化品质下降。所以，在进行直流系统的设计时，设计者要结合具体

的条件，使用集成式的供电装置来建设，从而使整个直流系统的可靠度和安全度

得到进一步的提升。其次，在进行直流输电线路的设计与施工中，所选用的供电

方式应当包括380V/200V逆变等各种类型的供电方式。而且，在搭建集成电源系

统时，设计者还要对其中的交流充电单元、交流电源、配电单元、电源双电源转

换开关等各环节进行综合分析，然后再进行特定的集成电源系统的建设。对于直

流系统的集成供电系统，必须采用层次式的分布式结构，将各个功能性的测量和

控制模块进行一体化设计，将各个功能性的测量模块的工作状况和信息资料通过

一个统一的规范连接到一个一体化的信息平台上，各个电力部件都是分开进行测

量和进行统一的，能够对整个电力系统的运行状况进行实时监控。最后，直流系

统的蓄电池容量需要保证其能够按照两小时事故放电的时间来来进行蓄电池的存放。通过这种方法，我们能够得出整体的蓄电池容量大约在100至200AH，而这

就要求每组蓄电池都应该通过103或104个不设专电池的阀控式密封铅酸蓄电池

来组成，并不需要进行蓄电池式的单独设计。

2.2自动化系统信息收集功能设计

110kV变电站自动化系统具有数据采集功能，当使用该功能时，可根据收集

到的数据信息，为变电站的运行提供科学依据。收集信息需要具有实时性，能够

有效地监测变电站的运行状况，而收集信息主要采用的是远程通信系统。为确保

变电站的正常运行，需要随时收集有关资料，一旦发现数据有问题，要及时检查、判断出问题部位，并及时采取措施加以纠正。

2.3图像监视和安全预警系统设计

图像监视和安全预警系统主要是为了进行110kV智能变电站的正常安全防范

的工作。智能变电站要想正常、平稳地工作，就必须要在不受到任何干扰的情况下，一旦被人故意破坏，或是有生物闯入，就会导致整个系统发生故障，从而导

致系统的不稳定运转。该图像监控和安全报警系统的研制，可以在110 kV智能

变电站的周围设置红外、探测器等有关检测设备，随时处于警惕的状态，提示工

作人员有无外人或生物靠近，以便工作人员及时进行驱逐和劝阻。其次，在110 kV智能变电站的门口以及控制大楼周围，安装监控摄像机，查看有无任何的异样，同时，应当安排保安在监控室值班，避免出现不寻常的人物和异常状况，影响到110 kV智能变电站的正常工作。为了确保智能变电站的正常运转，仅仅在外面放

置一个摄像机是不够的，为了确保它的安全性，还必须在室内的控制室、电池室

等各种关键设备区域都装上摄像机，确保无人从里面对其进行毁坏，从而导致该

智能变电站的运行失效。此外，我们也要防范自然灾害对智能变电站带来的危害，比如，火灾、雷电等与之有关的自然灾害，会对其产生危害，因此，在智能变电

站中，应当配备健全的防火设备和避雷设备，以避免发生自然灾害。最后，在实

现智慧配电站的同时，还要保证就中央控制中心和指挥中心都可以将警报信号传

送给保安部门，让他们可以在第一时间向保安部门报告对智能配电站的安全造成

的危害。

2.4组态软件设计

组态软件最重要的工作就是对控制系统的控制接口进行设定，一个好的组态

软件，可以通过对程序的接口进行设定，让它可以更好的利用自己的优势，让整

个智能变电站各个部件的工作状况都能更加直接地展现出来，从而提升工作人员

的工作效率。首先，对 PLC进行了配置，然后把组态软件与 PLC相连，利用组

态软件对 PLC进行设定，并把它们有机地结合起来，从而达到最大限度地利用PLC本身的功能。在组态软件的开发过程中，需要制作相应的接口以及运行的动

态画面，同时还要构建相应的监测数据库，对相应的数据进行分析、预警等工作，