（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司030001）
摘要：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。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。本文就110kV变电站电气自动化设计进行深入分析，旨在为变电站电气自动化建设提供参考和建议。
关键词：110kV；变电站；电气；自动化设计
1.110kV智能变电站的特点
1.1通信标准化
IEC61850标准是一项新的网络通信体系，它对自动化变电站系统的国际通信标准做出了定义，让变电站使用的不同厂商生产的设备之间可以自由的连接，使得设备之间能够实现相互操作以及全站的信息共享等功能。
1.2状态可视化
变电站智能化的实现，能够实现监测全站设备运行状态的功能，其过程是经过采集设备工作时非电气量参数，利用传感器技术、计算机技术以及网络通信技术等，再使用专家系统分析获取的各项特征参数，以便及时发现设备的运行故障或是预测潜在故障。设备状态监测作为设备状态检修的基础，与原始的设备计划检修模式，状态检修模式减少了很多的不必要检修和停电事故。由此变电站实现了智能化检修维护，在检修设备时更有针对性和合理性，降低了设备检修维护成本。
1.3功能一体化
（1）系统功能集中化。智能变电站在采集全景数据的基础上，可以实现系统的各项功能，例如防误操作功能、设备状态监测等。由于IEC61850标准的推行，以及自动化装置和保护装置的相互融合，保护系统也逐渐实现了自动化管理。
（2）设备功能集成化。由于数字化测量方式和网络化的控制方式带来的好处，大大简化了间隔层设备的采样模块和I/O接口模块，所以可以对其逻辑计算能力做进一步的强化，使得系统功能更加集成化，例如110kV智能化变电站中使用的保护测控一体化装置。并且系统还能够把电能计量以及故障录波等功能也集成到间隔级中。
（3）电源系统一体化。传统的变电站的电源一直都是采用分散设计模式，把各个电源子系统独立组屏，各项设备的生产和安装由不同厂家来完成，给设备的管理和维护带来了很多不便，而智能化变电站克服了这些弊端。
（4）信息互动化。顺序控制：其主要功能是实现变电站的就地顺序控制以及远程监控，主要包括实现间隔层设备的“运行、检修、备用”状态的转换、双母线倒闸操作、变压器各侧跨电压等级操作、开关柜运行操作等。电压无功自动分析控制：结合应用调度、集控主站系统和变电站自动化系统，把各类节点参数进行处理，整合出VQC和AVC最优方案，最后再把方案反馈下发至变电站自动化系统，以实现无功调节命令。
2.110kV变电站的电气自动化设计内容
2.1110kv变电站电气自动化监控系统
（1）PLC的设计
由于PLC具有良好的可靠性与稳定性，并且编程简单，因此被广泛地应用于110kV变电站的监控系统，它主要是以指令或梯形图编程的形式应用于监控系统实时控制中。此外，PLC主要是监控110kV变电站的电气一次部分。通常在选择PLC的时候，需要根据具体的控制对象备有20～30%的用量，以保障监控系统实时监控作用的发挥。
（2）组态软件设计
具体而言，110kV变电站组态软件设计主要指的是：设计监控界面，并且在此基础上配置PLC设备。建立监控数据库，将数据点和PLC的数据联系起来。设计相关设备的操作图形界面与操作按钮。以动画的形式连接上述层次，建立图形与数据的对应关系，当发生异常时能以声光进行报警。设计操作说明书，用以指导执行相关操作设备。
（3）PLC与组态软件的通信设计
如果没有熟练掌握PLC与组态软件之间的协议，则没有必要在PLC中设置编程和网络，同样可以实现PLC与组态软件的通信。只是，在设计110kV变电站和电气一次部分及监控系统时，要注意在PLC正常工作时，为保障交换数据的实现，务必要将组态软件切换到正确的通信位置上。
2.2110kV变电站电气自动化的二次设备布置设计
对110kV变电站电气自动化进行设计，不可避免地需要对变电站二次设备进行布置。主要包括以下几个方面的内容：
（1）采用集中布置的方式。
（2）使得变电站二次设备的柜体结构、外形及颜色保持统一。
（3）选择恰当合理的保护装置和监控系统。
（4）控制器室的备用屏位置应该约占总屏位的一成。
2.3110kV变电站电气自动化的直流系统设计
（1）直流系统采用一体化电源设备，为全站交直流设备提供安全、可靠的工作电源，包括：380V/220V交流电源、DC220V（110V）直流电源、通信电源DC48V、逆变电源等组成。
（2）一体化电源系统主要由ATS双电源转换开关模块及交流配电单元、充电单元、逆变电源、蓄电池组、通信电源及各类监控管理模块组成。逆变电源直接挂于直流母线对重要负荷供电。
（3）一体化电源系统采用分层分布架构，各功能测控模块采用一体化设计、一体化配置，各功能测控模块运行工况和信息数据采用标准规约接入一体化信息平台。实行一体化电源各子单元分散测控和集中管理，实现对一体化电源系统运行状态信息的实时监测。
3.110kV的变电站电气自动化的应用
3.1电子互相感应器上的应用
110kV的变电站不是只能限制于110kV的变电站的配置和应用，一般电气自动化的电压承受能力都是以220kv的额定电压等级来进行最终的等级配置，因此，它还可以使用在更高层电压需求的变电站当中。在110kV变电站的电气自动化的整体配置系统中，其系统装置设备通常需要双套的保护方案进行有效的保护，通常都会将它内部的合并单元方面和电子互相感应器的远端模块单独的设计出来，形成独立式双套采集样品的回路装备，除此之外，需要加大对纯光纤、常规式的互相感应器、电子形式设备进行保护的过程中所产生的影响进行详细的研究。
3.2在共享网络传输技术中的应用
电子形式的互相感应器在运行的过程中主要是通过IEC组成的网络方式与间隔层形成最终的通信效果，其运行的主要目标就是让同步方面的技术具有实用化的功能和有效的对通信方面的保护得以实现。将测量控制方面的I/O连接端口与保护操作箱相互组合为一体，形成出一个智能化的安装端口，并将其置于开关的端子箱内部，通过相关的功能对变压器中的跳闸功能进行长期有效的保护。通过IEC的网络采样对其电表、测量控制和保护进行监控，电压方面的切换主要是为了实现自动化的处理工作形式，电度表中电量方面的相关数据都是通过MMS协议得以传输实现，网络方面的通信技术使得整个系统具有稳定性、可靠性和兼容性，110kV变电站中电气自动化技术的有效创新并得到广泛的应用，整个系统具有稳定性、可靠性和兼容性是最为主要的核心部分。
4.结论
电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用，大大推进了我国变电站建设技术的前进。110kV变电站电气自动化控制技术也得到了快速的发展和进步，而且变电站的综合自动化控制系统已经基本上取代了原来的变电所二次系统，实现了无人值班的目标。本文将对110kV变电站自动化技术进行分析，并在此技术上对其应用进行研究，以供参考探讨。
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]黄狄.浅谈110kV变电站的电气自动化设计[J].企业家天地，2012（6）.
[3]曹轶毅，卫平波.略论110kV变电站的电气设计[J].硅谷.2010（23）.
作者介绍：
王伟（1986.9.8），性别：男；籍贯：山西；民族：汉；学历：研究生、硕士；职称：工程师；职务：电气设计工程师；研究方向：发电厂，变电站电气设计