[提要] 本文對變配電站計算機監(jiān)測與控制電氣設(shè)計的系統(tǒng)選型,設(shè)計原則及設(shè)計內(nèi)容進行了敘述,并對變電站綜合自動化系統(tǒng)的特點及電氣設(shè)計進行了簡單的介紹。
[關(guān)鍵詞] 變配電站 計算機監(jiān)測與控制 綜合自動化

　　隨著電子技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展,變配電站的自動化水平不斷提高。這就要求在進行變配電站電氣設(shè)計時不斷采用性能可靠、技術(shù)先進以及自動化程度高的產(chǎn)品,從而保證變配電站自動化水平得到提高。變配電站自動化水平提高之后,可以提高變配電站的供電可靠性,可以及時發(fā)現(xiàn)故障減少停電時間,合理調(diào)配負荷實現(xiàn)優(yōu)化運行,還可以減少值班人員,實現(xiàn)無人或少人值守。所以在變配電站的設(shè)計中應(yīng)積極選用計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。

　　變配電站自動化包括繼電保護,變配電站集中監(jiān)控以及遠方調(diào)度管理三個部分。繼電保護有常規(guī)電磁型繼電器保護,晶體管繼電保護與微機保護三種形式。常規(guī)繼電器保護仍在繼續(xù)使用,晶體管保護是一種過渡型產(chǎn)品,現(xiàn)在已被先進的微機保護所替代。智能化開關(guān)與智能化開關(guān)柜,以及變配電站綜合自動化系統(tǒng)集繼電保護,數(shù)據(jù)監(jiān)測及遠方調(diào)度于一體,在變配電自動化設(shè)計中應(yīng)根據(jù)工程實際情況選用上述產(chǎn)品。

一、系統(tǒng)選型
　1.繼電保護
 1）35KV及以上的變配電站一般都有變壓器保護,應(yīng)優(yōu)先考慮選用微機保護或變配電站綜合自動化系統(tǒng)。
 2）10KV變配電所一般均為電力系統(tǒng)開閉所及用戶變配電站,一次接線比較簡單,應(yīng)以常規(guī)繼電保護為主。選用價格低、性能可靠的智能化開關(guān),智能化開關(guān)柜或綜合自動化系統(tǒng)之后,可以取消常規(guī)繼電保護。
　2.站內(nèi)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度 　　

 1）站內(nèi)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度有集中式與分散于開關(guān)柜內(nèi)的集散系統(tǒng)兩種形式,變配電站綜合自動化系統(tǒng)是一種的分散安裝于開關(guān)柜內(nèi)的變配電站站內(nèi)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度系統(tǒng)。
 2）集中式變配電站計算機監(jiān)測與遠方調(diào)度系統(tǒng)需要安裝各種電量變送器。測量、信號與控制電纜要由開關(guān)柜內(nèi)引出,外部電纜數(shù)量多,設(shè)計與施工工作量大,一般不宜再推廣使用。
 3）變配電站綜合自動化系統(tǒng)的末端數(shù)據(jù)采集與控制單元直接安裝于開關(guān)柜內(nèi),大都采用交流采樣從電流或電壓互感器直接進行測量,省掉了電量變送器,有些還可以省掉開關(guān)柜上的指示儀表。外部電纜只有一根通信電纜與供電電源電纜,設(shè)計與施工簡單。所以應(yīng)積極推廣選用。
 4）智能化開關(guān)與智能化開關(guān)柜本身已經(jīng)具備集中監(jiān)測與遠方調(diào)度功能。只要設(shè)計一根通信電纜引到調(diào)度值班室*控制站計算機就可以實現(xiàn)集中監(jiān)測與遠方調(diào)度。但由于各廠家的通信協(xié)議不統(tǒng)一,不同廠家的產(chǎn)品實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)比較困難,所以近期還難以推廣應(yīng)用。

二、電氣設(shè)計原則
　1.一次系統(tǒng)設(shè)計原則
　1）變配電站采用計算機監(jiān)測與控制后對一次系統(tǒng)接線沒有影響,一次系統(tǒng)接線方式及供電方案仍按有關(guān)要求與規(guī)定進行設(shè)計。

　2）變配電站采用計算機監(jiān)測與控制后,應(yīng)發(fā)揮計算機的圖形顯示功能,模擬盤可以簡化或取消。

　3）變配電站采用計算機監(jiān)測與控制后,可以實現(xiàn)元人或少人值班,值班室面積可以減小,分散值班可以集中于一處值班。

　2.二次系統(tǒng)設(shè)計原則
　1）二次系統(tǒng)設(shè)計方案

?、匍_關(guān)柜內(nèi)的繼電保護,計量,信號與控制回路設(shè)計不變,值班室的繼電保護屏與*信號系統(tǒng)（信號屏,計量屏與控制屏）保持原設(shè)計不變,再設(shè)計一套重復(fù)的計量、信號與控制回路進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。

?、陂_關(guān)柜內(nèi)的繼電保護,計量,信號與控制回路設(shè)計不變,值班室的*信號系統(tǒng)（信號屏、計量屏與控制量）取消,集中保護的繼電保護屏應(yīng)保留,再將計量,信號與控制回路進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。

?、坶_關(guān)柜內(nèi)的繼電保護,計量,信號與控制回路設(shè)計不變,值班室的*信號系統(tǒng)（信號屏,計量屏與控制屏）只包括電源進線與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜,所有出線開關(guān)柜均不進入*信號系統(tǒng)。電源進線,母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜及所有出線開關(guān)柜的*信號系統(tǒng)（信號、計量與控制）全部進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。

　2）二次系統(tǒng)設(shè)計原則

?、僮兣潆娬静捎糜嬎銠C監(jiān)測與控制后值班室原有的*信號系統(tǒng)（信號屏,計量屏與控制屏）應(yīng)取消,采用集中保護的繼電保護屏應(yīng)保留,應(yīng)優(yōu)先選用第二方案。

?、趯τ谟刑厥庖蟮膯挝换虻貐^(qū),可以選用第三方案,*方案一般不宜設(shè)計選用。

三、電氣設(shè)計
　1.一次系統(tǒng)電氣設(shè)計
　1）一次系統(tǒng)的電氣主接線方式按原設(shè)計不變,在單線系統(tǒng)圖的設(shè)備型號說明中應(yīng)注明采用計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)后所增加的設(shè)備數(shù)量與型號,如電量變送器,電力監(jiān)控器等。

　2）對于需要通過計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)進行遠方遙控操作的開關(guān),一定要選用能進行遠方合分閘的自動開關(guān)。

　3）開關(guān)運行狀態(tài)要進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的開關(guān),一般要有一對獨立的常開接點引人計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。低壓自動開關(guān)的型號設(shè)計時一定要注意滿足這一要求,多選一對常開輔助接點。

　2.二次系統(tǒng)設(shè)計
　1）繼電保護設(shè)計
　①35KV及以上供電系統(tǒng)可以考慮選用微機保護,而且應(yīng)優(yōu)先考慮采用變配電站綜合自動化單元。

　②10KV供配電系統(tǒng)仍應(yīng)以常規(guī)繼電器型繼電保護為主,可以再設(shè)計只有監(jiān)控功能的變配電站綜合自動

化單元。

?、?20/380V低壓配電系統(tǒng),仍應(yīng)以自動開關(guān)與熔斷器作為保護,再設(shè)計只有監(jiān)控功能的變配電綜合自動

化單元。

　2）.測量回路設(shè)計
?、傩枰M入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的測量參數(shù)由設(shè)計者根據(jù)有關(guān)規(guī)定與用戶實際需要來確定。

?、谛枰M入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的各種測量參數(shù),首先經(jīng)過電流互感器與電壓互感器變?yōu)榻y(tǒng)一的交流。一電流與交流。一100V電壓,220/380V系統(tǒng)直接利用交流守-220V或+-380V電壓,然后再經(jīng)各種電量變送器將交流參數(shù)變?yōu)橹绷?。?V,←10mA,4一20mA或←10號給計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)進行測量。

?、垭娏孔兯推鞯姆N類與電工測量儀表*對應(yīng)。有什么類型的電工測量儀表,就有什么樣類型的電量變送器。即有電流變送器（單相與三相）,電壓變送器（單相與三相）,有功功率變送器（三相三線制與三相四線制）,無功功率變送器（三相三線制與三相四線制）,有功/無功功率變送器,功率因數(shù)變送器（三相三線制與三相四線制）,有功電度變送器（三相三線制與三相四線制）,無功電度變送器（三相三線制與三相四線制）,頻率變送器等。

　④電量變送器的一次接線與電工測量儀表*相同。電流回路串聯(lián)在電流互感器回路中,電壓回路并聯(lián)在電壓互感器電壓回路中。設(shè)計時應(yīng)將電量變送器統(tǒng)一布置于電流互感器電流回路的zui末端,避免與電工測量儀表相互交叉布置。

?、蓦妷鹤兯推鞯臏y量輸入電壓zui大值應(yīng)提高20%,高壓選交流120V,低壓選交流250V或420V,各種電量變送器的輸出一般選直流0一5V或4一20mA。

?、薏捎米兣潆娬揪C合自動化系統(tǒng)之后,其監(jiān)控單元均為交流采樣,直接從電流或電壓互感器取。一或0-100V測量信號,低壓直接取220V或380號。不再需要各種電量變送器,開關(guān)柜上各種測量儀表可以取消。

　⑦電度計量應(yīng)選用帶脈沖輸出的電度表。其型號及一次接線與原電度表相同,只在備注中說明帶脈沖輸出,并注明與計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)相匹配的直流電源電壓,設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用自帶供電電源的有源型,輸出為隔離型的脈沖電度表。計量柜電度表一般不進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng),所以應(yīng)在進線開關(guān)柜內(nèi)增加有功與無功脈沖電度表各一塊,作為內(nèi)部統(tǒng)計用電量使用。

　3）信號回路設(shè)計
 ①所有需要計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)進行監(jiān)視的開關(guān)狀態(tài),均應(yīng)有一對常開接點引到計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。所有常開接點可以共用一個信號地線,但不能與交流系統(tǒng)地線相連接。

 ②所有信號繼電器均應(yīng)有一對單獨的常開接點引到計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)。有*信號系統(tǒng)時,信號繼電器應(yīng)再有一對常開接點引到*信號系統(tǒng),以下兩種常開接點應(yīng)分開,由于電壓等級不同,不能共用地線。

　4）控制回路設(shè)計
 ①計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)都有合閘與分閘繼電器輸出接點,一般接點容量為A050V,3A。將其并連接到開關(guān)柜的合分閘開關(guān)或按鈕上就可以進行遠方合分閘操作。

 ②計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的合分閘繼電器接點與開關(guān)柜上合分閘開關(guān)或按鈕之間應(yīng)設(shè)計手動與遠方自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。

 ③10KV及以上的供配電系統(tǒng)需要計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)進行遠方合分閘操作時,其控制開關(guān)應(yīng)取消不對應(yīng)接線,可以選用自復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān),也可選用控制按鈕。

 ④所有進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的遠方操作開關(guān)的手動分閘操作開關(guān)或按鈕應(yīng)有一對獨立的常開接點引到計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng),以便在人工手動分閘時給計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)一個開關(guān)量輸入信號,以防止人工就地手動分閘時出現(xiàn)誤報信號。

四、變配電站綜合自動化系統(tǒng)
　1.變配電站綜合自動化系統(tǒng)
　變配電站綜合自動化系統(tǒng)是以一個配電間隔為單元,由一臺電力監(jiān)控器完成測量,繼電保護,信號與控制。測量為交流采樣,直接從電流互感器或電壓互感器取交流0-電流信號或交流0-100V電壓信號,（380/220V低壓系統(tǒng)直接取交流0-220V或。0-380V電壓信號）。所有電力監(jiān)控器通過通信電纜引到計算機系統(tǒng)。

　2.變配電站綜合自動化系統(tǒng)外部電纜設(shè)計
　變配電站綜合自動化系統(tǒng)的外電纜設(shè)計非常簡單,只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。

　通信電纜一般選用DJYVP22一2*2*0.5計算用屏蔽電纜,線芯為兩對兩芯0.5m銅芯線,使用一對,備用一對。也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變配電站也可以考慮使用光纜。

　電力監(jiān)控器應(yīng)由電源集中供電,以保證供電可靠性,增加抗干擾能力。有些電力監(jiān)控器可以用220V直流電源供電,此時可以由直流屏集中供電。

　變配電站數(shù)量少時,可以不設(shè)現(xiàn)場控制站,電力監(jiān)控器的通信電纜可以直接引到*控制站。供電電源可由變配電站內(nèi)單獨提供,距離*控制站近時,也可以由*控制站供電。通信距離可達3Km.

　變配電站內(nèi)開關(guān)柜數(shù)量少時,可以幾個變配電站合用一個現(xiàn)場控制站,每個現(xiàn)場控制站可帶32個電力監(jiān)控器。電力監(jiān)控器到現(xiàn)場控制站及現(xiàn)場控制站之間的zui遠距離均為5km。

　3.變配電站綜合自動化系統(tǒng)的二次接線圖設(shè)計
　變配電站綜合自動化系統(tǒng)的二次接線圖設(shè)計按所選用的電力監(jiān)控器種類分為只有監(jiān)控功能與帶保護功能兩種。10KV及以下電壓等級的供電系統(tǒng)一般應(yīng)選用只有監(jiān)控功能的電力監(jiān)控器,其二次接線圖見有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計項或手冊。