智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)分析

李 蘭

南京國(guó)聯(lián)電力工程設(shè)計(jì)有限公司

智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)分析

李 蘭

南京國(guó)聯(lián)電力工程設(shè)計(jì)有限公司

變電站是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，隨著電力系統(tǒng)數(shù)字化的發(fā)展，變電站也逐漸的演變?yōu)閿?shù)字化結(jié)構(gòu)，有效的提升了變電站的自動(dòng)化，電氣二次設(shè)計(jì)在數(shù)字化變電站的建設(shè)當(dāng)中扮演著相當(dāng)重要的角色。文章以智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象，詳細(xì)的分析了相關(guān)的工作要點(diǎn)，希望能夠?yàn)橐院蟮墓ぷ魈峁﹨⒖己徒梃b。

智能化；變電站；電氣；二次設(shè)計(jì)；關(guān)鍵點(diǎn)

1 導(dǎo)言

我國(guó)電力行業(yè)技術(shù)和應(yīng)用朝向數(shù)字化方向發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越迅猛，數(shù)字化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的成果則會(huì)直接影響到整個(gè)變電站的工作，如變電站二次設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，變電站可獲得的經(jīng)濟(jì)效益等。因此，變電站運(yùn)行的可靠性直接受到二次設(shè)備設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)，必須要注重設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性，以保證變電站可靠的運(yùn)行。

2 智能化變電站的重要性及特點(diǎn)

2.1 重要性

隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化變電站將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與變電站自身功能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)信息資源的共享和對(duì)變電站運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如此一來(lái)，既能將電力通信和變電站控制系統(tǒng)本身高效融合，實(shí)現(xiàn)集通信、控制和保護(hù)于一體的功能，又可以最大限度減少電力系統(tǒng)本身的占地面積，為變電站電力工作人員帶來(lái)實(shí)際操作上的便利。此外，自動(dòng)化變電站還能對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全天候記錄和觀察。

2.2 特點(diǎn)

2.2.1 應(yīng)用一次智能化設(shè)備，利用數(shù)字化。技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一次智能設(shè)備的控制輸入與信號(hào)輸出，二次回路設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的方法為使用繼電器和其邏輯回路，而在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化后，則可利用編程軟件代替，從對(duì)裝置硬件要求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)裝置的軟件要求，便于維修，同時(shí)提高了變電站的可靠性。

2.2.2 智能設(shè)備的互操作性。在數(shù)字化變電站中，多種相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用在智能設(shè)備中，比如對(duì)象建模技術(shù)、設(shè)備自描述規(guī)范等，站內(nèi)統(tǒng)一使用61850規(guī)約，站內(nèi)裝置通信協(xié)議與接口之間具備一致性，互操作性更為良好。

3 智能化變電站中的電氣二次設(shè)計(jì)

3.1 二次設(shè)計(jì)原理

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、元件繼電保護(hù)、一體化電源系統(tǒng)、智能輔助控制系統(tǒng)等均為電氣二次設(shè)計(jì)的對(duì)象，設(shè)計(jì)范圍比較多。電氣二次設(shè)計(jì)過(guò)程中，電子式互感器是首先要用到的智能設(shè)備，應(yīng)用之后，輸出信息傳送的簡(jiǎn)潔性與便利性顯著提升，有效的保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在數(shù)字化變電站中，智能開(kāi)關(guān)中增加了智能終端，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制輸出與傳輸命令。利用相應(yīng)的數(shù)字化技術(shù)處理一次設(shè)備的開(kāi)關(guān)量，之后由二次設(shè)備接收處理后的信息，再進(jìn)行處理后，輸出到智能終端，這個(gè)過(guò)程中，開(kāi)關(guān)量信息的采集、處理及傳輸均良好的實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。

3.2 設(shè)計(jì)組屏方案

在進(jìn)行組屏方案設(shè)計(jì)時(shí)，數(shù)字化變電站中智能化裝置不同時(shí)，處理方式也存在著一定的區(qū)別，而且可以設(shè)計(jì)不同的組屏設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)優(yōu)化之后，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。數(shù)字化變電站組屏設(shè)計(jì)方案中，以方便節(jié)約光電纜，合并單元智能終端一體化裝置下方就地組屏，保護(hù)測(cè)控裝置也下方組屏，屏柜就地裝置安裝于配電室，屏柜設(shè)計(jì)分別進(jìn)行，此外，后臺(tái)通信管理機(jī)設(shè)置時(shí)，與常規(guī)的組屏方案并不相同，在主控室內(nèi)放置監(jiān)控主機(jī)、綜合服務(wù)器、遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)、工程師站、時(shí)間同步系統(tǒng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)及二次安防設(shè)備等，保證了站內(nèi)通信對(duì)時(shí)的統(tǒng)一性。設(shè)備并非為智能化時(shí)，組屏設(shè)計(jì)單獨(dú)進(jìn)行，并相互連接各個(gè)智能化電氣設(shè)備。

3.3 繼電保護(hù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)

繼電保護(hù)是保證變電站安全運(yùn)行的前提。變電站繼電保護(hù)功能不能正常發(fā)揮，變電站的穩(wěn)定性將會(huì)受到極大的影響。變電站的繼電保護(hù)單元對(duì)系統(tǒng)的獨(dú)立、穩(wěn)定運(yùn)行有著保護(hù)作用，當(dāng)變電站出現(xiàn)系統(tǒng)性故障時(shí)，繼保單元可以發(fā)布命令切除故障，但繼電保護(hù)單元仍然可以運(yùn)行，從而保障自身所處單元的繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。隨著當(dāng)前科技的發(fā)展，110kV的變電站應(yīng)用的自動(dòng)化系統(tǒng)更加先進(jìn)，系統(tǒng)中增設(shè)了保護(hù)測(cè)控裝置，可對(duì)間隔層電流及電壓數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)和信息采集，在中央處理器的配合下，能對(duì)整個(gè)間隔層進(jìn)行有效地保護(hù)。因此，對(duì)變電站電氣二次設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要對(duì)二次設(shè)備的保護(hù)單元進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)考慮，完善功能，進(jìn)一步維護(hù)變電站系統(tǒng)安全。

3.4 智能設(shè)備的選擇

在數(shù)字化變電站中，主要的智能設(shè)備包括二次設(shè)備、智能開(kāi)關(guān)、電子式互感器等。其中，對(duì)于二次設(shè)備，我們選擇規(guī)約一致的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化形式的二次設(shè)備；而對(duì)于一次斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇，可使用的是智能終端與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)相組合的設(shè)備；而對(duì)于一次互感器選擇，可使用的是合并單元與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)相組合的設(shè)備。這也是目前國(guó)內(nèi)主要使用的設(shè)備；對(duì)于互感器，也可選著電子式互感器，一般有無(wú)源電子式互感器和有源電子式互感器這兩種選擇，而我國(guó)目前大多是使用有源電子式互感器。

3.5 備自投自動(dòng)化設(shè)計(jì)

在目前的變電站技術(shù)水平下，主要有兩種備自投方式：第一種是采取母聯(lián)分段供電的備自投方式，其主要思路是在分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的狀態(tài)下，由工作電源向作業(yè)過(guò)程中的設(shè)備進(jìn)行供電，兩個(gè)電源都處于備用關(guān)系狀態(tài)；第二種是采取雙進(jìn)線向單母線供電的備自投方式，在此種方式下，有#1和#2兩條線路作為備用線路。4通信電源可靠性分析

傳統(tǒng)的通信電源接線每段母線上都有一套高頻開(kāi)關(guān)電源和一組通信蓄電池。當(dāng)一套高頻開(kāi)關(guān)電源或一組蓄電池進(jìn)行檢修時(shí)，為了保證通信設(shè)備能夠可靠的運(yùn)行，可以投入分段開(kāi)關(guān)，由原來(lái)的兩段母線變成一段母線運(yùn)行，這時(shí)在母線上仍同時(shí)有一組通信蓄電池和一套高頻開(kāi)關(guān)電源，通信設(shè)備就能夠正常的運(yùn)行；當(dāng)一套高頻開(kāi)關(guān)電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通信蓄電池就對(duì)母線直接放電，對(duì)發(fā)生故障的高頻開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行切除，同時(shí)也不影響通信設(shè)備的正常運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前變電站已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了智能化，技術(shù)水平得到了不斷的提高。本文對(duì)結(jié)合變電站自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)及其與二次設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，對(duì)變電站電氣二次設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的要點(diǎn)進(jìn)行了分析與說(shuō)明，希望能促進(jìn)維護(hù)數(shù)字化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展。

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