摘要：對變電站的電氣二次系統的改造、優化設計，對其監控、測量和保護采用綜合自動化系統，具有完善的功能，滿足了電氣設備的投運工況、運行管理、二次保護、通信調度等各種要求，同時也減少了安裝的工作量，減少了屏位、電纜及工程初期投資，而且提高了系統運行的安全性和可靠性，更便于維護，實現減人增效。
　　關鍵詞：變電站；電氣二次系統；設計
　　1引言
　　變電站是輸配電系統中的重要環節，是電網的主要監控點。變電站二次系統是整個變電站控制和監視的神經系統，二次回路是否合理可靠，直接關系到整個變電站乃至系統能否安全可靠運行。從國內外的事故經驗分析來看，釀成系統事故的根本原因往往在回路上，有的是由回路本身有缺陷造成；有的是因為系統故障時，因回路原因不能及時切除故障造成。因此，變電站二次保護回路的合理性和正確性有著至關重要的作用。
　　2變電站電氣二次系統的設計
　　2.1變電站主接線電氣計算設計
　　本論文主要分析電氣主接線的可靠性定量指標，完成電氣接線的選型工作，進而為變電站電氣系統的二次設計提供基礎設計方案。
　　2.2可靠性定量指標計算式
　　電氣主接線可視為由可修復元件組成的系統，有2個工作狀態:正常與故障，按兩態馬爾柯夫過程，可得出以下近似算式：
　　(1)
　　上式中，fc——主接線系統事故導致主變壓器停運事件發生的頻次，次/a；λji——相關接線元件故障率（i=1，2，……n）
　　2.3其他相關計算式
　　主接線故障元件強迫停運時間Tjgi
　　Tjgi=fcTcg（2）
　　無備用電源自動投入裝置的事故限電量△Akqi
　　△Akqi=Sqin1Tkqi（3）
　　有備用電源自動投入裝置的事故限電量△Akqi
　　△Akqi=(Sqizn1-Syn2)（4）
　　Tkqi限電經濟損失△U
　　△U=△AkqiK（5）
　　上式中，Tcg——故障元件的修復時間，h/次；Sqi——事故停運主變的容量，萬KVA；z——主變負載率，%；n1——同時事故停運的主變臺數；Sy，n2——分別為仍在運行的主變熱備容量及臺數，萬KVA；Tkqi——主變事故強迫停運的時間，h，若經切換操作可恢復供電時，它等于判明事故及處理事故的時間，取1h；若需等待故障元件修復，才恢復供電，則Tkqi=Tjqi；K——單位電度損失計算系數，若按限電減少的國民純收入計，根據研究資料取1.5元/kWh，若按停電綜合損失計，參考國外資料取10～30倍電價。
　　因此，綜上所述，在選擇主接線時，一定要根據上面的可靠性定量指標，經過計算之后，才可以確定主接線的。
　　2.4接線方案的比較
　　上文已經確定了重點研究的兩種接線方案，并且已經給出了選擇接線的可靠性定量指標的計算方法，下面，重點從經濟性的角度對兩種接線方案進行比較，以完成接線的選型工作。
　　忽略時間的影響因素，經濟性的計算式為：
　　Z=(+Δ)+XtTz（6）
　　上式中，Z——年計算費用，萬元；CΣ——年生產費用，萬元，取投資的5%；△UΣ——年平均停電事故損失，萬元，它等于平均年事故限電量乘單位電度損失計算系數K；Xt——年投資積壓損失系數，取10%；Tz——總投資，萬元，包括設備、建安工程、占地補償費。
　　經上述計算式分析可以發現，I型方案在設備安裝費、工程占地費等方面較少，因而經濟性較高，相對于Ⅱ型，I型方案更適合于一般的小型水電站的開關站的設計選擇。綜上所述，從經濟性的角度出發，對上文的兩種接線方案進行了比較，一般而言，可以選擇I型方案，布置方案投資最省，在按國民純收入減少或10倍電價計算停電損失時，年計算費用不高，是一種值得提倡的布置類型。當然，也要因地制宜，根據工程現場的實際情況，結合經濟性、技術性綜合考慮，合理的選擇主接線方案。
　　
　　電氣主接線的接線示意圖
　　如圖所示，電氣主接線為：1、2號和3、4號機組分別經發電機斷路器和單相變壓器(規格視具體應用而定)，再經500kVSF6管道母線連接成2個聯合單元后，各經1回500kV電纜接入SF6全封閉組合電器(GIS)，從而形成不同規格的電氣應用單元，具體規格需要視具體應用而定；5、6號機組分別與1臺特殊三相變壓器(規格視具體應用而定)各接成1組發-變組單元，再經110kVSF6管道母線、110kV電纜接入SF6全封閉組合電器(GIS)。在110kVGIS和500kVGIS間設1組聯絡變壓器(規格視具體應用而定)。500kV側采用1倍半接線，110kV側采用雙母線接線。
　　2.5控制方式
　　傳統大中型變電站采用強電一對一控制方式，這種控制方式得到了廣泛的應用。90年代中期，在傳統變電站控制系統的基礎上進行有益的改進，如選用碼賽克控制屏，裝設微機型閃光報警器，選用進口或合資廠強電小開關等，改進后的控制系統雖然在性能上優于老式系統，但從根本上沒有大的改進。
　　隨計算機及網絡技術發展，微機監控方式在大中型變電站中開始應用。初期的應用，由于計算機監控尚處于試驗探索階段，設計、運行單位對其不大放心，往往是常規控制和計算機監控2種方式并存，這樣做的結果是，由于保留了常規控制設備，運行人員不去鉆研新設備，仍使用較熟悉的常規控制方式，使計算機監控系統變成了變電站中的擺設。隨著計算機及網絡通信技術飛速發展，伴隨設計制造、運行部門認識提高和經驗積累，對于變電站，尤其是大型變電站，應當廣泛采用計算機監控方式。通過工業以太網絡實現遠程對電氣二次系統的各個設備的工況進行監控，建立遠程報警和干預機制，能夠對于各種突發事故進行有效的干預和報警，真正的實現了計算機網絡化管理監控的優勢。
　　2.6與一次設備的連接問題
　　電氣二次系統的設備與一次設備之間的連接問題，也是值得電氣工程人員充分重視的問題，常常有因為連接不當或是連接錯誤而導致一些重大事故的發生。在一些高壓斷路器的機構內，常常帶有電氣防跳回路，而這個并聯防跳回路與微機保護回路是相沖突的。接上后，會出現微機保護的跳位、合閘監視燈同時亮的情況，因此，必須將機構防跳回路斷開，防跳功能由微機保護裝置實現。

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