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摘 要：变电站一次设备是变电站电气系统核心部分，怎样科学合理设计500KV 变电站的电气一次部分的正常运转对变电站电气系统的工作性能有着直接的影响。根据500KV 变电站的电气一次部分和监控系统的相关特点以及主接线设计原则和实现功能进行设计、分析讨论。在调式与运行之后，结果表明监控系统对变电站一次部分设备状态和参数实现了监测和控制，保证了该系统安全可靠性。
关键词：变电站；电气一次部分；监控系统；PLC组态软件
Abstract: substation primary equipment of substation electrical system is the core part, how to scientific and reasonable design of 500KV substation electrical is a part of the normal operation of the substation electrical system work has direct influence on the performance. According to 500KV substation is an electrical part and monitoring system and related characteristics of main wiring design principle and the realization of function design, analysis and discussion. On the mode and operation, results show that the monitoring system of the substation is a part of equipment state and parameters to make the monitoring and control, to ensure the safety and reliability of system.
Keywords: substation; an electrical part; monitoring system; configuration software PLC
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A文章编码：
根据目前我国经济发展态势，电力成为支撑经济高势发展的重要组成部分。由此，供电各方面的要求也相继提高，为保障电力正常输送，实现变电站运行的安全可靠性已经成为变电站设计者的重中之重和目标。
1 变电站一次部分设备和监控系统科学设计的重要性
要使变电站设计具运行安全，必须从以下方面来实现：
科学地实施变电站的电气一次部分的设计，设计变电站的电气主接线作为变电站的电气一次部分的核心设计，变电站的主接线采取什么方式是保障变电站及其电力系统的安全性、稳定性、持续性的根本，以此作为基础，变电站的主接线形式还直接影响变电站选用电气设备、保护和控制继电的方法。所以，科学设计变电站的主接线形式是进行下一步工作的必要条件；
变电站的监控系统的设计，变电站的监控系统作为在线、实时地监督和控制变电站的机械设备和传送数据的中心，主要作用在于及时检查线路系统故障及时解决，确保变电站的运行安全、可靠。
以500KV 变电站的电气一次部分及其监控系统为例，进行设计变电站的电气一次主接线和监控系统，希望能借此提升、优化变电站的电气一次部分及监控系统的设计和应用，对于500KV 以上的超高电压变电站的电气和监控系统的设计也能提供有益的借鉴。
2 设计500KV 变电站的电气一次部分
以500KV 变电站举例说明电气一次部分的合理设计。500KV 变电站的电压属于超高压，其有着容量高、电压强和出线回路数复杂且多的特点，是输送电力能源的重要枢纽。变电站的电气一次部分的设计主要有：500KV 进线四回，500KV 进线的长度分别是200km 两回和300km两回，500KV 进线的四回是四个单独的电源；220KV的馈出线则为八回，分别与负荷端的距离是：40km、50kn、60km、70km ，每个都是两回。500KV 变电站要设置有主变单台要四台，规格为（4x370MVA ），系统设计以无穷大为基准考虑。
2.1 主接线设计
500KV变电站设计其对应的电气一次部分的首要是设计主接线，500KV 变电站的电气一次部分对应的主接线指高压电器设备以连接线连接而成的用于接收和配送电力能的线路。主接线主要反映不同的电气设备的相互作用、相互连接和线路回路间的作用，用以组成 500KV变电站的电气一次部分的主要部分。主接线是变电站的电气部分接线的重要组成，设计出稳定的主接线能够有效保障变电站的电力系统的安全、平稳和灵活的运行，并且能够保证布置配电装置和继电保护、自动装置的良性运行。综上所述，主接线的设计一定要达到电力输送稳定电力调度灵活、方便维修养护、节约成本和有效发展等要求。
2.2 主变压器容量选择
要使得变电站的电气一次设计部分能够科学合理地执行，还要选择合适的主变压器，主变压器选择多大的容量对于运行结果有着很重要的影响。如果主变压器的容量不够大，则无法保障电力负荷的运转和增长；如果主变变压器的容量过大，则会导致变压器的空载损耗增多，无法满足降低损耗的节能要求。所以因此变电站的电气一次设计部分所选用的主变压器要充分考虑其长期使用的电力负荷的同时还要假设如果一台无法使用时，其余的主变压器还能供应正常的电能负荷的6~7成。一般来说，500KV变电站选用的主变压器容量应为370MVA，型号则为SFPZ-370000/500的变压器。
2.33/2断路器接线
3/2接线方式中2条母线之间3个开关串联，形成一串。在一串中从相邻的2个开关之间引出元件，即3个开关供两个元件，中间开关作为共用，相当于每个元件用1.5个开关，因此也称为一个半开关接线。在3/2接线的一串中，接于母线的2台开关称之为边开关，中间的开关称之为中间开关或联络开关。3/2开关接线是“完整串”。 但由于500KV变电所初期规模小，扩建次数多，最终规模大，所以经常存在半串的过渡过程，即1串中只有2个母线开关同时供1条线路.。在一台半断路器接线中，一般应采用交叉配置的原则，即同名回路应接在不同串内，电源回路宜与出线回路配合成串。此外，同名回路还宜接在不同侧的母线上。这种接线的主要缺点是投资大、继电保护装置复杂。
3 设计500KV 变电站的监控系统
设计500KV变电站的监控系统主要是保障供电电网的有效、安全运行，合理减少500KV变电站的工程造价。500KV变电站的监测系统的应用，建立在信息化建设和高性能的通讯技术相结合的基础上。在线实时监督和控制500KV变电站的电气一次部分相关的电气设备的运行状态和运转数据，收集、整理、分析、总结相关的电气设备的运行数据和信息，分析得出结论要及时送达至监控系统的终端，为进行500KV变电站的运行和管理进行决策提供重要的信息参考。
3.1 系统的整体结构和功能
设计500KV变电站的监控系统的结构，要考虑三方面的因素：
这个监控系统的第一层设计为上位机，上位机是由控制500KV变电站的计算机和组态软件共同组成，上位机位于监控系统的中心其为双机冗余；
监控系统的第二层是PLC，位于监控系统的控制室为软冗余；
监控系统的第三层则是主要的断路器、隔离开关等电气设备，负责监控电压、电流等参数。500KV变电站的监控系统的主控制计算机经由普通网卡连至以太网，PLC则以以太网连接，完成二者通信后，与控制系统通信保证及时切换。
3.2设计PLC
PLC为可编程逻辑控制器，以其可靠和稳定的性能应用于500KV变电站的监控系统，它因其编程简单，以指令或梯形图编程而非常适合在实时控制中使用。PLC用以监控500KV变电站的的电气一次部分。在选择PLC时，要依照具体的控制对象留有2~3成的备用量，以扩充监控系统的控制能力实现实时监控。
3.3设计组态软件
组态软件主要用于收集数据和控制过程，组态软件作为500KV变电站的监控系统的自动监控层的开发平台，要采取变化的组态形式提供給客户构建自动监控系统。为监控500KV变电站一次部分设备要进行如下设计：设计监控界面，设定PLC设备；建立监控数据库，对应数据点和PLC的数据；设计显示一次部分设备的工作和报警的图形界和操作按钮；以动画将上述层次连接，创立图形与数据的变化对应，异常时可以声光报警；设计操作脚本，用以执行操作设备。
3.4 实现组态软件与PLC 通信
组态软件与 PLC有韧性的驱动实现二者间的通信，如果用户没有熟练掌握二者间的协议，则无需在PLC中设置编程和网络就能实现二者的通信。500KV变电站和电气一次部分及监控系统的设计要注意PLC工作时，一定要切换组态软件到正确通信位置以保障交换数据的实现。
4 结 语
500KV变电站的电气一次部分及监控系统的设计要保障运行时的稳定、可靠和安全，研究设计500KV变电站的电气一次部分及监控系统设计，目的在于监测设备的运行，发现隐患，分析相关数据，实现500KV变电站的电气一次部分及监控系统的自动化。
关键词：变电站；电气一次部分；监控系统；PLC组态软件
Abstract: substation primary equipment of substation electrical system is the core part, how to scientific and reasonable design of 500KV substation electrical is a part of the normal operation of the substation electrical system work has direct influence on the performance. According to 500KV substation is an electrical part and monitoring system and related characteristics of main wiring design principle and the realization of function design, analysis and discussion. On the mode and operation, results show that the monitoring system of the substation is a part of equipment state and parameters to make the monitoring and control, to ensure the safety and reliability of system.
Keywords: substation; an electrical part; monitoring system; configuration software PLC
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A文章编码：
根据目前我国经济发展态势，电力成为支撑经济高势发展的重要组成部分。由此，供电各方面的要求也相继提高，为保障电力正常输送，实现变电站运行的安全可靠性已经成为变电站设计者的重中之重和目标。
1 变电站一次部分设备和监控系统科学设计的重要性
要使变电站设计具运行安全，必须从以下方面来实现：
科学地实施变电站的电气一次部分的设计，设计变电站的电气主接线作为变电站的电气一次部分的核心设计，变电站的主接线采取什么方式是保障变电站及其电力系统的安全性、稳定性、持续性的根本，以此作为基础，变电站的主接线形式还直接影响变电站选用电气设备、保护和控制继电的方法。所以，科学设计变电站的主接线形式是进行下一步工作的必要条件；
变电站的监控系统的设计，变电站的监控系统作为在线、实时地监督和控制变电站的机械设备和传送数据的中心，主要作用在于及时检查线路系统故障及时解决，确保变电站的运行安全、可靠。
以500KV 变电站的电气一次部分及其监控系统为例，进行设计变电站的电气一次主接线和监控系统，希望能借此提升、优化变电站的电气一次部分及监控系统的设计和应用，对于500KV 以上的超高电压变电站的电气和监控系统的设计也能提供有益的借鉴。
2 设计500KV 变电站的电气一次部分
以500KV 变电站举例说明电气一次部分的合理设计。500KV 变电站的电压属于超高压，其有着容量高、电压强和出线回路数复杂且多的特点，是输送电力能源的重要枢纽。变电站的电气一次部分的设计主要有：500KV 进线四回，500KV 进线的长度分别是200km 两回和300km两回，500KV 进线的四回是四个单独的电源；220KV的馈出线则为八回，分别与负荷端的距离是：40km、50kn、60km、70km ，每个都是两回。500KV 变电站要设置有主变单台要四台，规格为（4x370MVA ），系统设计以无穷大为基准考虑。
2.1 主接线设计
500KV变电站设计其对应的电气一次部分的首要是设计主接线，500KV 变电站的电气一次部分对应的主接线指高压电器设备以连接线连接而成的用于接收和配送电力能的线路。主接线主要反映不同的电气设备的相互作用、相互连接和线路回路间的作用，用以组成 500KV变电站的电气一次部分的主要部分。主接线是变电站的电气部分接线的重要组成，设计出稳定的主接线能够有效保障变电站的电力系统的安全、平稳和灵活的运行，并且能够保证布置配电装置和继电保护、自动装置的良性运行。综上所述，主接线的设计一定要达到电力输送稳定电力调度灵活、方便维修养护、节约成本和有效发展等要求。
2.2 主变压器容量选择
要使得变电站的电气一次设计部分能够科学合理地执行，还要选择合适的主变压器，主变压器选择多大的容量对于运行结果有着很重要的影响。如果主变压器的容量不够大，则无法保障电力负荷的运转和增长；如果主变变压器的容量过大，则会导致变压器的空载损耗增多，无法满足降低损耗的节能要求。所以因此变电站的电气一次设计部分所选用的主变压器要充分考虑其长期使用的电力负荷的同时还要假设如果一台无法使用时，其余的主变压器还能供应正常的电能负荷的6~7成。一般来说，500KV变电站选用的主变压器容量应为370MVA，型号则为SFPZ-370000/500的变压器。
2.33/2断路器接线
3/2接线方式中2条母线之间3个开关串联，形成一串。在一串中从相邻的2个开关之间引出元件，即3个开关供两个元件，中间开关作为共用，相当于每个元件用1.5个开关，因此也称为一个半开关接线。在3/2接线的一串中，接于母线的2台开关称之为边开关，中间的开关称之为中间开关或联络开关。3/2开关接线是“完整串”。 但由于500KV变电所初期规模小，扩建次数多，最终规模大，所以经常存在半串的过渡过程，即1串中只有2个母线开关同时供1条线路.。在一台半断路器接线中，一般应采用交叉配置的原则，即同名回路应接在不同串内，电源回路宜与出线回路配合成串。此外，同名回路还宜接在不同侧的母线上。这种接线的主要缺点是投资大、继电保护装置复杂。
3 设计500KV 变电站的监控系统
设计500KV变电站的监控系统主要是保障供电电网的有效、安全运行，合理减少500KV变电站的工程造价。500KV变电站的监测系统的应用，建立在信息化建设和高性能的通讯技术相结合的基础上。在线实时监督和控制500KV变电站的电气一次部分相关的电气设备的运行状态和运转数据，收集、整理、分析、总结相关的电气设备的运行数据和信息，分析得出结论要及时送达至监控系统的终端，为进行500KV变电站的运行和管理进行决策提供重要的信息参考。
3.1 系统的整体结构和功能
设计500KV变电站的监控系统的结构，要考虑三方面的因素：
这个监控系统的第一层设计为上位机，上位机是由控制500KV变电站的计算机和组态软件共同组成，上位机位于监控系统的中心其为双机冗余；
监控系统的第二层是PLC，位于监控系统的控制室为软冗余；
监控系统的第三层则是主要的断路器、隔离开关等电气设备，负责监控电压、电流等参数。500KV变电站的监控系统的主控制计算机经由普通网卡连至以太网，PLC则以以太网连接，完成二者通信后，与控制系统通信保证及时切换。
3.2设计PLC
PLC为可编程逻辑控制器，以其可靠和稳定的性能应用于500KV变电站的监控系统，它因其编程简单，以指令或梯形图编程而非常适合在实时控制中使用。PLC用以监控500KV变电站的的电气一次部分。在选择PLC时，要依照具体的控制对象留有2~3成的备用量，以扩充监控系统的控制能力实现实时监控。
3.3设计组态软件
组态软件主要用于收集数据和控制过程，组态软件作为500KV变电站的监控系统的自动监控层的开发平台，要采取变化的组态形式提供給客户构建自动监控系统。为监控500KV变电站一次部分设备要进行如下设计：设计监控界面，设定PLC设备；建立监控数据库，对应数据点和PLC的数据；设计显示一次部分设备的工作和报警的图形界和操作按钮；以动画将上述层次连接，创立图形与数据的变化对应，异常时可以声光报警；设计操作脚本，用以执行操作设备。
3.4 实现组态软件与PLC 通信
组态软件与 PLC有韧性的驱动实现二者间的通信，如果用户没有熟练掌握二者间的协议，则无需在PLC中设置编程和网络就能实现二者的通信。500KV变电站和电气一次部分及监控系统的设计要注意PLC工作时，一定要切换组态软件到正确通信位置以保障交换数据的实现。
4 结 语
500KV变电站的电气一次部分及监控系统的设计要保障运行时的稳定、可靠和安全，研究设计500KV变电站的电气一次部分及监控系统设计，目的在于监测设备的运行，发现隐患，分析相关数据，实现500KV变电站的电气一次部分及监控系统的自动化。