智能變電站二次設計要點分析

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1引言

智能化變電站是新時期環(huán)境發(fā)展的產物，其和傳統(tǒng)的變電站相比具有諸多的優(yōu)勢，有效地實現了運行和管理的智能化發(fā)展，電氣二次是智能化變電站中的重點內容，其對智能化變電站的穩(wěn)定運行具有重要的影響，因此，這就需要相關人員全面掌握智能化變電站中電氣二次設計的要點，嚴格按照要求標準和技術規(guī)范進行設計，才能夠保證智能化變電站運行的質量。

2智能變電站

智能化變電站是指變電站內信息的收集、整理、分析、傳遞和輸出等過程，都是由智能設備和技術支持的基礎上實現的。變電站內的設備具有一定的智能化特征，且其變電站中的智能化設備需要具備自我狀態(tài)的檢測、修復和診斷功能。智能化變電站具有顯著的特征，設備與職能智能化、信息通信網絡化、運行管理自動化、信息通信模型和協(xié)議標準規(guī)范化等。智能變電站主要有站控層、間隔層和過程層等三層次，其和傳統(tǒng)變電站的結構相比，增加了過程層，其過程層主要是把一次電氣的設備納入智能化通信信息網絡的體系中，從而有效對變電站信息互動傳遞與共享性進行了提升，促進了變電站信息化、高效的運行。智能化變電站的電氣二次設備有可視性操控的體系，其能夠有效把設備運行的監(jiān)控、分析、診斷和處理等實現結合，且智能化變電站電氣二次設備間的數據連接是光纜，已經不需要通過測控柜中電纜進行信號的傳輸，這就有效地實現了數據信息傳輸速度的提升，也對傳輸損失與干擾進行了降低，從而提高設備操控準確性[1]。

3電氣二次設計的要點

3.1智能設備的選擇

在智能化變電站的電氣二次設計中，智能設備的選擇十分重要，其直接決定了電氣二次系統(tǒng)的性能，電氣二次智能設備主要有電子式的互感器裝置、二次設備以及智能開關等。在智能開關的選擇中，可選擇智能開關，也可在傳統(tǒng)的開關連接基礎上使用智能終端的開關，智能開關具有在線檢測的功能與智能控制的功能等，其還可以對變電站提供全面數字化的接口，具有十分強的智能性，但是對其維護和投入的成本開支則是比較大的。在傳統(tǒng)開關連接基礎上使用智能終端的開關，也就是把智能的終端和其進行連接，來提供數字化的接口，其維護和投入成本開支是比較低的，但缺少在線的監(jiān)測功能，智能化的水平有限。在電子式的互感器選擇中，可使用有源或者無源類型的裝置，其中有源互感器是一種具備低功率的線圈類型電磁式的互感器類型，通過將電源和電子電路進行匹配，進而借助激光來對電源的穩(wěn)定性問題進行有效解決[2]。

3.2操作系統(tǒng)的電源設計

智能變電站操作系統(tǒng)的電源主要是進行二次系統(tǒng)內各類設備的電能提供，例如，控制、監(jiān)測等設備。在智能變電站內一般采取直流電源的供電方式，目前一般使用蓄電池、硅整流的電容以及復試整流等直流電源類型。在進行操作系統(tǒng)電源的設計中，一定要注意其電源供電具有良好的穩(wěn)定性以及持續(xù)性，且還要具備足夠的容量，保證變電站出線故障時亦能夠為設備正常的運轉提供電能。另外其還要具備不錯的年限使用性能。蓄電池是智能變電站電氣二次系統(tǒng)中使用最為廣泛的直流電源類型，其主要是把化學能向電能進行轉換來實現電能供應，其具有很強的電能供應獨立性，和其電力系統(tǒng)正常運行是相互隔離的，只有系統(tǒng)出線故障時，才進行穩(wěn)定電能的供應，其具有不錯的供電效果，但需要進行定期的充電。

3.3通信規(guī)約選擇

智能化變電站的內部網絡結構一般分成兩層，分別是站控層的網絡以及過程層的網絡，其不同的網絡所需要通信規(guī)約的選擇也具有不同性。在站控層的網絡中，可以使用103通信的規(guī)約，這種通信規(guī)約主要是一種傳統(tǒng)的功能設計類型，盡管其具有互操作性比較差的劣勢，但是在費用的投入是比較低的，可以使用在要求比較低，以及將以太網作為通信基礎的系統(tǒng)中使用。另外，還存在一種以IEC61850網絡為基礎通信的規(guī)約類型，其主要是在網絡通信的平臺作為基礎，進行針對對象進行變電站的系統(tǒng)設計，其是進行智能化變電站設計的有效平臺形式，具有非常不錯的實施性，但是這種形式具有建設通信規(guī)約的費用高特點，在過程層的網絡規(guī)約選擇中，由于這種網絡規(guī)約形式是FT3幀的格式，其具有實施性好以及傳輸延時比較固定等優(yōu)點，就可以選擇這種網絡規(guī)約形式，對于那些高要求串口的通信，則可以通過插值法進行同步的實現[3-5]。

3.4智能監(jiān)控網絡設計

在智能化變電站的網絡結構中，其一般可以分成過程層、架空層以及網絡層等三層次，在這三層次中都需要進行網絡方案獨立設計。在進行智能化電源網絡監(jiān)控設備系統(tǒng)建設中，就可以把變電站中各子電源具有的監(jiān)控系統(tǒng)進行有效的整合，構建一個一體化監(jiān)控的網絡體系，來實現電氣二次的設備監(jiān)視。這種集中式一體化的電源監(jiān)控信息網絡體系，是一種通過總線進行連接的形式，來把各電氣設備的電源智能監(jiān)控相關模塊和監(jiān)控的設備直接連接，其能夠有效節(jié)約設備的成本，卻對其監(jiān)控設備處理能力具有很高的要求。另外，還能夠借助分布式設計的理念，于總線基礎上來對電源監(jiān)控的模塊都進行一定監(jiān)控設備的設計，進而借助智能化的網絡端口來對監(jiān)控設備實現有效的控制，從而完成一體化的監(jiān)控效果，此設計方案能夠有效對監(jiān)控設備負荷以及系統(tǒng)處理的負荷實現降低，但其則需要大量電氣二次的設備，這也就一定程度的造成電氣二次相關設備的投資以及維護成本增加[6]。

3.5組屏方案和端子排圖設計

智能化變電站組屏的方案和常規(guī)變電站組屏的方案具有不同性，智能化變電站組屏的方案功能更加齊全，且還具有簡單易懂的特點，其將具有不一樣等級電壓的一體化電氣裝置進行分別的組屏，并把單獨組屏進行有效合并，將變電站層遠程控制的主機，以及監(jiān)控主機和工程師站的設備都放于主控室，對于非IEC61850的智能設備則要進行單獨的組屏，并設置相應通信的管理機，實現非IEC61850智能設備轉換后進行對時統(tǒng)一管理。在端子排圖的設計中，智能化變電站是把一次與二次間端子排列的設計進行了取消，并對多余控制的回路進行了優(yōu)化，實現對二次設計的簡化，有效降低故障事故的發(fā)生，對電氣系統(tǒng)運行的安全可靠性進行了提高。

4結語

電氣二次系統(tǒng)是智能化變電站中的重要組成部分，合理的電氣二次系統(tǒng)設計能夠有效提升智能變電站運行質量和效率，這就需要相關人員掌握電氣二次設計要點，規(guī)范設計流程和技術，這也是電力行業(yè)發(fā)展中需要重點研究的內容。

參考文獻：

[1]鐘澎.智能化變電站中電氣二次設計要點研究[J].中國高新技術企業(yè),2014(33):31-32.

[2]章學明.變電站的發(fā)展方向及二次設計要點分析[J].電力與能源,2015,36(06):794-796.

[3]施莉.智能化變電站中電氣二次設計的要點分析[J].中國設備工程,2017(22):135-136.

[4]張艷,郝潤科,陳鑫麗.數字化變電站數據采集器的設計[J].電子技術應用,2014,40(04):77-79+83.

[5]黎文安.基于現場總線的變電站監(jiān)測監(jiān)控的設計與實現[J].電子技術應用,2000(09):36-37.

[6]李建武.智能化變電站中電氣二次設計要點分析[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2013(11):285-286.

作者:王霞 丁科 單位:陜西省地方電力設計有限公司