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【摘要】在科技高速发展的大背景下，电气自动化科学技术也得到不断的完善和推广，尤其是综合自动化系统在110kV变电站中逐步替代传统的二次系统，对于促进变电站自动化水平的提升具有十分重要的作用。本文正是基于这一背景，就如何做好110kV变电站的电气自动化设计工作进行了探究。旨在与同行进行业务交流，以促进电力服务水平的提升。
【关键词】电气自动化；110kV变电站；设计
变电站自动化设计的主要目的是变电站的日常工作运行即使在没有人员值班的情况下也能高效地、无失误地进行，实现对人力物力资源有效的整合利用。如何进行最优的110kV变电站的电气自动化设计需要研究的方面比较多，以下笔者结合自身工作实践，就此做出以下几点探究性的分析。
1、切实做好变电站的计算机监控系统建设工作
计算机是实现110kV变电站电气自动化的核心设备，而计算机监控系统就是综合性地对变电站内所有设备进行监视和控制，利用现代的通信技术和数据库的建立，使得110kV变电站得到系统的管理与运行。因此110kV变电站的计算机监控系统是一个复杂的网络系统，建设时需要注意以下事项。
1.1科学合理的实践110kV变电站电气自动化计算机监控设计原则
变电站监控系统是计算机监控系统，根据电力系统与计算机网络系统的特性，变电站的监控系统设计需要满足一定的设计原则，其设计原则详细分为五个方面：
一是根据电力系统的具体要求有针对性的对计算机监控系统的网络结构进行构建，在110kV变电站的监控系统中应采用分层分布式的结构框架，虽然远动专用设备在电力监控中有着广泛的运用，但是计算机监控系统具备远程控制的相关功能，无需额外安装远动专用设备，并且依据电力系统的特点，变电站计算机监控系统的后台应进行相应的简化处理。同时计算机监控站作为变电站的主控制站，其具备统筹采集数据和管理数据的功能，并且可以对变电站的所有设备和进行监视和控制管理，统一操作，无需额外安装控制平台。
二是与传统的监控系统不同的是，在计算机监控系统中显示的都是电气的模拟量，在终端需要对电气量进行实际采样，继而转换为电气模拟量，则采样时需要应对交流进行采样；同时对保护动作和装置报警方面的信息传输应高度重视，应在测控单元采取硬接点的方式进行信号的输入。
三是重点建设信息资源共享的网络结构，针对远动数据传输设备的冗余配置、计算机监控主站和远动数据传输设备所需要的信息资源统筹采集，建立数据库，有效的使各个部分顺利获取数据；同时要求计算机监控系统能够全面的对全站防误工作进行控制与管理，具备全站防误操作闭锁功能。
四是在计算机监控系统中需要特别留意的是，电力调度数据需要专网接口才能向计算机监控主站传输，同时在整个变电站计算机监控系统中的软件和硬件都应经过特殊调试安装，且安装后应保证适用联网后的通信技术要求及符合通信规约。同时应保证站控层、间隔层及保护装置的时钟同步，则在全站建立一套双时钟GPS对时系统是十分必要的。
五是对于计算机监控系统的网络安全问题执行标准和向调度端上传的保护、远动信息量标准都必须按照相关的的标准切实实行[1]。
1.2充分了解变电站计算机监控系统的操控方式方法
变电站的计算机监控系统是一个庞大而错综复杂的系统，因而在操控方式方法上需要注意的事项比较多，其主要的操作方式是分层操作，整个计算机监控系统除了集中控制中心，其它部分根据功能的不同划分为三层（站控层、间隔层、设备层），三层控制的范围没有严格的规定，可以根据实际情况作出相应的调整，以机动灵活的形式对实际情况进行操控。
1.3切实做好变电站计算机监控系统配置的工作
通常在变电站的计算机监控系统配置中会对站控层的数据库建立标准和主接线图的设置标准具有一定的拓展性，保证日后对系统规模扩大升级的可行性。针对变电站属于无人值班的设计模式，因而对计算机监控系统的后台部分进行简化具有十分强烈的必要性。例如可忽略站控层的操作员站设置，同时间隔层需要具备相应标准的抗磁干扰性能。
1.4充分了解变电站计算机监控系统如何构架网络结构和系统功能
变电站的计算机监控系统网络结构属于分布式分层网络结构，而用来进行信息传输的媒介的光纤或者具有屏蔽功能的双绞线，通常是基于TCP/IP的以太网应以单网的形式应用在站控层，加上总线网和以太网都可以应用在间隔层的网络中。以双绞线和光纤作为媒介形成的网络就能使得主控制计算机对变电站整体运行状况统筹地进行监视和观测、管理和控制[2]。
2、切实做好变电站中的二次设备布置工作
变电站中的二次设备的布置是一项必不可少的工作，相对于计算机监控系统的网络布置工作而言，二次设备位置布置可以比较集中，在继电室和控制设备室的分隔或者合并上没有严格的要求；但是需要特别注意的是，二次设备的控制系统和监视系统应采用组屏的方案，并保证二次设备在实际中有针对性地利用保护系统。而对于主控制楼继电室内的布置同样有一定要求，例如计算机监控系统中站控层设备、主变压器的相关设备都应设置在主控制楼的继电室内，并且保证继电室的备用屏幕位置大小约为总屏幕位置大小的10%，而35kV的开关柜上可以直接装置测控保护一体化装备[3]。
3、充分了解直流系统和交流不停电电源系统
在直流的系统中对于额定电压一般有两种标准，额定电压是220V或者110V。通常在单母线分段界线的时候，不管额定电压是220V还是110V，都应设置一套微型直流接地自动检测设备，并设置一组高频开福安电源充电装置（带双套冗余配置）及铅酸蓄电池组（阀控式）。而如果变电站的级别有所增加，还可以对阀控式的铅酸蓄电池组数进行增加。当额定电压为220V时，每组蓄电池需要包含103到104只密封铅酸蓄电池（阀控式），同时无需设置端电池。而额定电压为110V时每组蓄电池只需要包含52只密封式铅酸蓄电池（阀控式）。但是蓄电池的在工程施工中应具备的电池个数、电池组的容量都是需要根据实际情况有针对性的计算确定。
交流不停电电源系统，简称为UPS系统。变电站电气自动化主要是依赖于计算机监控系统，为了保证各个设备在缺电的情况下能够持续的运转就必须设置UPS系统。计算机监控系统和通信设备、保护装置上都是UPS系统服务的对象，因此在工程设计和施工中就必须依据这些对象，并根据实际情况有针对性的计算出UPS系统负荷和容量。
4、结语
综上所述，110kV变电站的电气自动化设计对于110kV变电站的电气自动化建设有着重要的意义，上文通过对变电站电气自动化的设计、二次设备的布置和直流电源、UPS系统的分析，为110kV变电站的电气自动化工程建设作出明确的指导，从而更好地促进110kV变电站的电气自动化设计水平的提升。
参考文献
[1]程福顺.有关110kV变电站电气自动化应用探究[J].电子世界，2012，15：57.
[2]李娜，武琼.有关110kV变电站电气自动化应用探究[J].黑龙江科技信息，2012，25：36.
[3]黄狄.浅谈110kV变电站的电气自动化设计[J].企业家天地（理论版），2010，09：184-185.
【关键词】电气自动化；110kV变电站；设计
变电站自动化设计的主要目的是变电站的日常工作运行即使在没有人员值班的情况下也能高效地、无失误地进行，实现对人力物力资源有效的整合利用。如何进行最优的110kV变电站的电气自动化设计需要研究的方面比较多，以下笔者结合自身工作实践，就此做出以下几点探究性的分析。
1、切实做好变电站的计算机监控系统建设工作
计算机是实现110kV变电站电气自动化的核心设备，而计算机监控系统就是综合性地对变电站内所有设备进行监视和控制，利用现代的通信技术和数据库的建立，使得110kV变电站得到系统的管理与运行。因此110kV变电站的计算机监控系统是一个复杂的网络系统，建设时需要注意以下事项。
1.1科学合理的实践110kV变电站电气自动化计算机监控设计原则
变电站监控系统是计算机监控系统，根据电力系统与计算机网络系统的特性，变电站的监控系统设计需要满足一定的设计原则，其设计原则详细分为五个方面：
一是根据电力系统的具体要求有针对性的对计算机监控系统的网络结构进行构建，在110kV变电站的监控系统中应采用分层分布式的结构框架，虽然远动专用设备在电力监控中有着广泛的运用，但是计算机监控系统具备远程控制的相关功能，无需额外安装远动专用设备，并且依据电力系统的特点，变电站计算机监控系统的后台应进行相应的简化处理。同时计算机监控站作为变电站的主控制站，其具备统筹采集数据和管理数据的功能，并且可以对变电站的所有设备和进行监视和控制管理，统一操作，无需额外安装控制平台。
二是与传统的监控系统不同的是，在计算机监控系统中显示的都是电气的模拟量，在终端需要对电气量进行实际采样，继而转换为电气模拟量，则采样时需要应对交流进行采样；同时对保护动作和装置报警方面的信息传输应高度重视，应在测控单元采取硬接点的方式进行信号的输入。
三是重点建设信息资源共享的网络结构，针对远动数据传输设备的冗余配置、计算机监控主站和远动数据传输设备所需要的信息资源统筹采集，建立数据库，有效的使各个部分顺利获取数据；同时要求计算机监控系统能够全面的对全站防误工作进行控制与管理，具备全站防误操作闭锁功能。
四是在计算机监控系统中需要特别留意的是，电力调度数据需要专网接口才能向计算机监控主站传输，同时在整个变电站计算机监控系统中的软件和硬件都应经过特殊调试安装，且安装后应保证适用联网后的通信技术要求及符合通信规约。同时应保证站控层、间隔层及保护装置的时钟同步，则在全站建立一套双时钟GPS对时系统是十分必要的。
五是对于计算机监控系统的网络安全问题执行标准和向调度端上传的保护、远动信息量标准都必须按照相关的的标准切实实行[1]。
1.2充分了解变电站计算机监控系统的操控方式方法
变电站的计算机监控系统是一个庞大而错综复杂的系统，因而在操控方式方法上需要注意的事项比较多，其主要的操作方式是分层操作，整个计算机监控系统除了集中控制中心，其它部分根据功能的不同划分为三层（站控层、间隔层、设备层），三层控制的范围没有严格的规定，可以根据实际情况作出相应的调整，以机动灵活的形式对实际情况进行操控。
1.3切实做好变电站计算机监控系统配置的工作
通常在变电站的计算机监控系统配置中会对站控层的数据库建立标准和主接线图的设置标准具有一定的拓展性，保证日后对系统规模扩大升级的可行性。针对变电站属于无人值班的设计模式，因而对计算机监控系统的后台部分进行简化具有十分强烈的必要性。例如可忽略站控层的操作员站设置，同时间隔层需要具备相应标准的抗磁干扰性能。
1.4充分了解变电站计算机监控系统如何构架网络结构和系统功能
变电站的计算机监控系统网络结构属于分布式分层网络结构，而用来进行信息传输的媒介的光纤或者具有屏蔽功能的双绞线，通常是基于TCP/IP的以太网应以单网的形式应用在站控层，加上总线网和以太网都可以应用在间隔层的网络中。以双绞线和光纤作为媒介形成的网络就能使得主控制计算机对变电站整体运行状况统筹地进行监视和观测、管理和控制[2]。
2、切实做好变电站中的二次设备布置工作
变电站中的二次设备的布置是一项必不可少的工作，相对于计算机监控系统的网络布置工作而言，二次设备位置布置可以比较集中，在继电室和控制设备室的分隔或者合并上没有严格的要求；但是需要特别注意的是，二次设备的控制系统和监视系统应采用组屏的方案，并保证二次设备在实际中有针对性地利用保护系统。而对于主控制楼继电室内的布置同样有一定要求，例如计算机监控系统中站控层设备、主变压器的相关设备都应设置在主控制楼的继电室内，并且保证继电室的备用屏幕位置大小约为总屏幕位置大小的10%，而35kV的开关柜上可以直接装置测控保护一体化装备[3]。
3、充分了解直流系统和交流不停电电源系统
在直流的系统中对于额定电压一般有两种标准，额定电压是220V或者110V。通常在单母线分段界线的时候，不管额定电压是220V还是110V，都应设置一套微型直流接地自动检测设备，并设置一组高频开福安电源充电装置（带双套冗余配置）及铅酸蓄电池组（阀控式）。而如果变电站的级别有所增加，还可以对阀控式的铅酸蓄电池组数进行增加。当额定电压为220V时，每组蓄电池需要包含103到104只密封铅酸蓄电池（阀控式），同时无需设置端电池。而额定电压为110V时每组蓄电池只需要包含52只密封式铅酸蓄电池（阀控式）。但是蓄电池的在工程施工中应具备的电池个数、电池组的容量都是需要根据实际情况有针对性的计算确定。
交流不停电电源系统，简称为UPS系统。变电站电气自动化主要是依赖于计算机监控系统，为了保证各个设备在缺电的情况下能够持续的运转就必须设置UPS系统。计算机监控系统和通信设备、保护装置上都是UPS系统服务的对象，因此在工程设计和施工中就必须依据这些对象，并根据实际情况有针对性的计算出UPS系统负荷和容量。
4、结语
综上所述，110kV变电站的电气自动化设计对于110kV变电站的电气自动化建设有着重要的意义，上文通过对变电站电气自动化的设计、二次设备的布置和直流电源、UPS系统的分析，为110kV变电站的电气自动化工程建设作出明确的指导，从而更好地促进110kV变电站的电气自动化设计水平的提升。
参考文献
[1]程福顺.有关110kV变电站电气自动化应用探究[J].电子世界，2012，15：57.
[2]李娜，武琼.有关110kV变电站电气自动化应用探究[J].黑龙江科技信息，2012，25：36.
[3]黄狄.浅谈110kV变电站的电气自动化设计[J].企业家天地（理论版），2010，09：184-185.