智能變電站二次設(shè)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(chǎn)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(xiàn)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(nèi)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(guān)人員全面掌握智能化變電站中電氣二次設(shè)計的要點，嚴格按照要求標準和技術(shù)規(guī)范進行設(shè)計，才能夠保證智能化變電站運行的質(zhì)量。

2智能變電站

智能化變電站是指變電站內(nèi)信息的收集、整理、分析、傳遞和輸出等過程，都是由智能設(shè)備和技術(shù)支持的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。變電站內(nèi)的設(shè)備具有一定的智能化特征，且其變電站中的智能化設(shè)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(shè)備與職能智能化、信息通信網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)相比，增加了過程層，其過程層主要是把一次電氣的設(shè)備納入智能化通信信息網(wǎng)絡(luò)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(shè)備有可視性操控的體系，其能夠有效把設(shè)備運行的監(jiān)控、分析、診斷和處理等實現(xiàn)結(jié)合，且智能化變電站電氣二次設(shè)備間的數(shù)據(jù)連接是光纜，已經(jīng)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(xiàn)了數(shù)據(jù)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(shè)備操控準確性[1]。

3電氣二次設(shè)計的要點

3.1智能設(shè)備的選擇

在智能化變電站的電氣二次設(shè)計中，智能設(shè)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(shè)備主要有電子式的互感器裝置、二次設(shè)備以及智能開關(guān)等。在智能開關(guān)的選擇中，可選擇智能開關(guān)，也可在傳統(tǒng)的開關(guān)連接基礎(chǔ)上使用智能終端的開關(guān)，智能開關(guān)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(shù)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(guān)連接基礎(chǔ)上使用智能終端的開關(guān)，也就是把智能的終端和其進行連接，來提供數(shù)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(shè)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(nèi)各類設(shè)備的電能提供，例如，控制、監(jiān)測等設(shè)備。在智能變電站內(nèi)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(shè)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(shè)備正常的運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換來實現(xiàn)電能供應(yīng)，其具有很強的電能供應(yīng)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(yīng)，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(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般分成兩層，分別是站控層的網(wǎng)絡(luò)以及過程層的網(wǎng)絡(luò)，其不同的網(wǎng)絡(luò)所需要通信規(guī)約的選擇也具有不同性。在站控層的網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(wǎng)作為通信基礎(chǔ)的系統(tǒng)中使用。另外，還存在一種以IEC61850網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)通信的規(guī)約類型，其主要是在網(wǎng)絡(luò)通信的平臺作為基礎(chǔ)，進行針對對象進行變電站的系統(tǒng)設(shè)計，其是進行智能化變電站設(shè)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(shè)通信規(guī)約的費用高特點，在過程層的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約選擇中，由于這種網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(xiàn)[3-5]。

3.4智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

在智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，其一般可以分成過程層、架空層以及網(wǎng)絡(luò)層等三層次，在這三層次中都需要進行網(wǎng)絡(luò)方案獨立設(shè)計。在進行智能化電源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)建設(shè)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(gòu)建一個一體化監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)體系，來實現(xiàn)電氣二次的設(shè)備監(jiān)視。這種集中式一體化的電源監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)體系，是一種通過總線進行連接的形式，來把各電氣設(shè)備的電源智能監(jiān)控相關(guān)模塊和監(jiān)控的設(shè)備直接連接，其能夠有效節(jié)約設(shè)備的成本，卻對其監(jiān)控設(shè)備處理能力具有很高的要求。另外，還能夠借助分布式設(shè)計的理念，于總線基礎(chǔ)上來對電源監(jiān)控的模塊都進行一定監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計，進而借助智能化的網(wǎng)絡(luò)端口來對監(jiān)控設(shè)備實現(xiàn)有效的控制，從而完成一體化的監(jiān)控效果，此設(shè)計方案能夠有效對監(jiān)控設(shè)備負荷以及系統(tǒng)處理的負荷實現(xiàn)降低，但其則需要大量電氣二次的設(shè)備，這也就一定程度的造成電氣二次相關(guān)設(shè)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(shè)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(shè)備都放于主控室，對于非IEC61850的智能設(shè)備則要進行單獨的組屏，并設(shè)置相應(yīng)通信的管理機，實現(xiàn)非IEC61850智能設(shè)備轉(zhuǎn)換后進行對時統(tǒng)一管理。在端子排圖的設(shè)計中，智能化變電站是把一次與二次間端子排列的設(shè)計進行了取消，并對多余控制的回路進行了優(yōu)化，實現(xiàn)對二次設(shè)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(jié)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(shè)計能夠有效提升智能變電站運行質(zhì)量和效率，這就需要相關(guān)人員掌握電氣二次設(shè)計要點，規(guī)范設(shè)計流程和技術(shù)，這也是電力行業(yè)發(fā)展中需要重點研究的內(nèi)容。

參考文獻：

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

[2]章學明.變電站的發(fā)展方向及二次設(shè)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(shè)計的要點分析[J].中國設(shè)備工程,2017(22):135-136.

[4]張艷,郝潤科,陳鑫麗.數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2014,40(04):77-79+83.

[5]黎文安.基于現(xiàn)場總線的變電站監(jiān)測監(jiān)控的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2000(09):36-37.

[6]李建武.智能化變電站中電氣二次設(shè)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(shè)計有限公司