關(guān)于智能化變電站中電氣二次設(shè)計要點的思考

張甫

【摘 要】 隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，供電網(wǎng)絡(luò)中也越來越多的使用網(wǎng)絡(luò)和智能化設(shè)備來進行各種監(jiān)測和管理工作。智能化變電站中的二次設(shè)計是智能化電網(wǎng)的重要組成部分，本文對其進行了研究與設(shè)計要點分析，希望能為相關(guān)的建設(shè)工作提供有益的參考。

【關(guān)鍵詞】 智能化 變電站 二次設(shè)計

1、智能化變電站二次設(shè)計概述

1.1 智能化變電站

智能化變電站是指由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備所構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備之間信息共享與相互操作的現(xiàn)代化變電站。其是實現(xiàn)變電站操作自動化，變電站信息共享，變電站分區(qū)統(tǒng)一管理以及智能化電網(wǎng)調(diào)度和控制的基礎(chǔ)單位。具體而言，智能化變電站的特點如下：

第一，智能化變電站能夠?qū)崿F(xiàn)很好的環(huán)保效果，減少碳排放。由于智能化變電站大量的使用低能耗電子元件和光纖電纜，不但降低了成本，同時也有效的減少了對能源的消耗和浪費，故而對環(huán)境保護的能力更加明顯。

第二，智能化變電站具有良好的交互性。智能化變電站可以對其所負(fù)責(zé)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行更加細(xì)致的統(tǒng)計和反饋，與控制系統(tǒng)進行良好的互動，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行。

第三，智能化變電站可靠性高。由于變電站是輸配電系統(tǒng)中的重要節(jié)點，很容易出現(xiàn)牽一發(fā)而動全身的情況。而智能化變電站對檢測和管理故障則有著無可比及的快速優(yōu)勢，更好的保證了變電站的運行。

1.2 變電站二次設(shè)計

電力系統(tǒng)中，設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備是指變壓器，輸電線，斷路器等直接承載電力的設(shè)備。二次設(shè)備是指用于控制，測量，計量，監(jiān)控一次設(shè)備的設(shè)備。由一次設(shè)備組成的系統(tǒng)叫一次系統(tǒng)，由二次設(shè)備形成的系統(tǒng)叫做二次系統(tǒng)，二次系統(tǒng)的設(shè)計就被稱為二次設(shè)計。對于變電站來說，二次設(shè)備的設(shè)計就是對變電站的二次系統(tǒng)進行的設(shè)計工作。

2、智能化變電站中二次設(shè)計要點及分析

智能化變電站中，二次設(shè)計的要點包括了設(shè)備的選擇，通信標(biāo)準(zhǔn)的選擇，以及變電站網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計三個主要部分。

2.1 智能化變電站中二次設(shè)備的選擇

智能化變電站的二次設(shè)計中，最重要的一項就是選擇合適的二次設(shè)備。在進行設(shè)計過程中二次設(shè)備一定要根據(jù)變電站的需要選擇。比如智能開關(guān)以及各種電子感應(yīng)器，這是構(gòu)建智能化變電站數(shù)據(jù)收集以及控制的基礎(chǔ)，對智能化變電站的穩(wěn)定運行有著關(guān)鍵的作用。在選擇二次設(shè)備的過程中要注意以下兩個方面：

首先，采用符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的二次設(shè)備。這里的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，既包括了電氣方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也包括了二次設(shè)備所支持的通信接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。電氣方面的要符合變電站的絕緣、保護、測控等方面的要求。通信接口則要滿足智能變電站中通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)需要。

其次，留有足夠的可靠性設(shè)計冗余。變電站是重要的電力基礎(chǔ)設(shè)施，二次設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)有著非常重要的作用。以往許多的停電事故都與二次系統(tǒng)有著直接或者間接的聯(lián)系。因此，在選用二次設(shè)備的時候，一定要留有足夠的設(shè)計冗余，使二次系統(tǒng)能夠在較為極端的情況下也能保持正常工作，增加電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 智能化變電站通信標(biāo)準(zhǔn)的選擇

對于智能化設(shè)備和智能化系統(tǒng)來說，成熟而完善的通信標(biāo)準(zhǔn)必不可少。只有采用統(tǒng)一而且完善的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠建設(shè)出安全、穩(wěn)定而且符合需求的智能化變電站。目前，國際上已經(jīng)形成了較為成熟的智能化變電站參考標(biāo)準(zhǔn)IEC61850 通信協(xié)議。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域唯一的全球通用標(biāo)準(zhǔn)。它通過標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)，實現(xiàn)了智能變電站的工程運作標(biāo)準(zhǔn)化。使智能變電站的設(shè)計和實施可以更加的規(guī)范、統(tǒng)一和透明，對于智能化變電站發(fā)展具有不可替代的作用。在進行智能化變電站中電氣二次設(shè)計中，IEC61850是重要的參考標(biāo)準(zhǔn)，有著不可替代的地位。只有按照這個標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和建設(shè)的智能化變電站，才能融入到智能化電網(wǎng)當(dāng)中。

2.3 智能化變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要點

智能化變電站在進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的時候，根據(jù)IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)要求通常要分為過程層，間隔層和站控層等三個層次來進行。對于每一層的網(wǎng)絡(luò)，都要求設(shè)計人員根據(jù)變電站的需要和網(wǎng)絡(luò)的特點來分別設(shè)計。比如過程層的設(shè)計中，應(yīng)用了許多光電式互感器等機電一體化設(shè)備，與傳統(tǒng)變電站有著非常大的區(qū)別。而且過程層的可靠性和穩(wěn)定性非常重要，要在設(shè)計中列為首要設(shè)計原則，而這都對設(shè)計工作提出了更高的要求。此外，間隔層和過程層之間的信息傳遞一定要用光纖來實現(xiàn)電氣的物理隔離，如此才能更好的提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

結(jié)束語

智能變電站為電力網(wǎng)絡(luò)提供了共享整個變電站信息的數(shù)字化平臺，其中二次設(shè)備的信息采集反饋等網(wǎng)絡(luò)功能都是傳統(tǒng)變電站難以實現(xiàn)的功能。在進行智能化變電站的電氣二次設(shè)計中，要更好的實現(xiàn)變電站的設(shè)計目標(biāo)，本文認(rèn)為要從智能設(shè)備的選擇，通信標(biāo)準(zhǔn)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等三個方面加以注意。當(dāng)然，在設(shè)計工作中還要充分的對設(shè)計質(zhì)量等方面做好預(yù)防和控制，只有這樣，才能更好的設(shè)計出符合要求的二次設(shè)計，為智能化變電站建設(shè)提供有效的保障。

【參考文獻】

[1] 裝配式智能變電站電氣二次設(shè)計方案研究標(biāo)準(zhǔn)[J].李洪勤.中國標(biāo)準(zhǔn)化.2017（02）

[2] 彭志峰.智能變電站二次設(shè)備性能評估方法的研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[3] 付強.智能變電站網(wǎng)絡(luò)與二次設(shè)備狀態(tài)評估研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[4] 陶麗莉.智能變電站二次設(shè)計的若干問題[J].電子制作，2015，11：162.

[5] 張航.智能變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計及其工程應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2013.