智能變電站的電氣二次設(shè)計(jì)策略簡(jiǎn)述

郭昊 祁歡

摘 要：因?yàn)樽鳛殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的重要部分，在電力系統(tǒng)中變電站的地位非常重要。隨著當(dāng)前供電質(zhì)量在不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下逐步提升，對(duì)于當(dāng)前人們對(duì)用電量需求的逐漸提高，變電站相關(guān)系統(tǒng)已經(jīng)無法有效的滿足，所以應(yīng)對(duì)加強(qiáng)改進(jìn)和更新的力度，變電站電氣二次設(shè)計(jì)可在技術(shù)上為電力系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行保駕護(hù)航。本文分析了智能變電站的特點(diǎn)和作用，闡述了智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)策略，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站;電氣二次設(shè)計(jì);保駕護(hù)航

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.136

1 智能變電站的特點(diǎn)和重要作用

和傳統(tǒng)的變電站相比較，智能變電站具有的功能更多，它是集監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)、安全裝置為一體的變電站。而且還可使重復(fù)配置硬件的浪費(fèi)資源的問題得到有效的改善，達(dá)到有效傳遞信息和信息傳遞成本降低的目的。

在合理的分析智能變電站的結(jié)構(gòu)后可知，其主要是由間隔層、站控層和過程層，及利用站控層網(wǎng)和過程層網(wǎng)促使信息實(shí)現(xiàn)傳輸和共享的三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可保證數(shù)據(jù)信息共享和傳輸?shù)幕A(chǔ)上，對(duì)變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。和傳統(tǒng)的變電站相比，這種結(jié)構(gòu)具有突出的優(yōu)勢(shì)，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信息，對(duì)數(shù)字化信息的共享和傳輸起到有效的促進(jìn)作用，其優(yōu)勢(shì)主要包括：第一，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能變電站間隔層設(shè)備中的有效應(yīng)用，可較大程度的為信息傳輸和共享的效率的提升提供指導(dǎo);第二，智能變電站中設(shè)置的過程層，加上變電站設(shè)置的通信網(wǎng)絡(luò)電氣設(shè)備，對(duì)提高智能變電站的數(shù)字化水平起到較大的促進(jìn)作用;第三，智能化變電站能對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和監(jiān)控，具有特別明顯的性能特征，同時(shí)智能系統(tǒng)還能對(duì)其中電子執(zhí)行器和傳感設(shè)備的良好運(yùn)行統(tǒng)計(jì)進(jìn)行控制;第四，智能終端在智能變電站間隔層的安裝，可把光纖與其智能終端有效的連接在一起，使智能終端可以發(fā)揮其有效的監(jiān)測(cè)智能變電站運(yùn)行的電氣回路情況的目的。

所以可得出，智能變電站具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，和傳統(tǒng)的變電站相比較，只是一個(gè)過程層的增加，便能達(dá)到變電站數(shù)據(jù)化水平有效提升的目的。而且智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)化還可以利用間隔層實(shí)現(xiàn)，還可較高的提升其交換信息的效率，與變電站控制和管理的需求相符合。

2 智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)策略

2.1 合理選擇變電站二次設(shè)備

智能變電站二次設(shè)備的選擇是變電站正常運(yùn)行的重要先決條件，因此應(yīng)該慎重的對(duì)待其電子感應(yīng)器或其他開關(guān)裝置的選擇，如果選擇了具有較差性能的感應(yīng)器，設(shè)備運(yùn)作的自動(dòng)化水平等會(huì)受到影響，而智能變電站普遍存在進(jìn)線網(wǎng)格化的現(xiàn)象，對(duì)電氣二次設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和變電站的運(yùn)行提供了有效依據(jù)。在智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)槭茉S多客觀因素的制約，電氣二次設(shè)計(jì)可能會(huì)有以下問題出現(xiàn)：第一，智能開關(guān)。在選擇智能開關(guān)的過程中，因?yàn)橹悄荛_關(guān)對(duì)智能變電站的運(yùn)行起著決定性的作用，還具有在線監(jiān)測(cè)功能等還影響著智能變電站的控制和在線監(jiān)測(cè)功能，所以應(yīng)該基于對(duì)智能變電站具體情況充分了解和掌握的基礎(chǔ)上合理選擇。另外不同智能開關(guān)配置不同接口，所以在建設(shè)智能變電站時(shí)應(yīng)該注意智能開關(guān)及二次設(shè)備的匹配情況可促進(jìn)變電站的發(fā)展更加層次化和智能化。但需要注意，和常規(guī)開關(guān)相比智能開關(guān)具有較高的成本，因此應(yīng)該視情況分析;第二，如果智能變電站使用的開關(guān)的常規(guī)類型的，應(yīng)該設(shè)置數(shù)字化接口，但是無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)功能;第三，選擇電子互感器時(shí)，如果選擇的互感器是源式的，為保證電源更加穩(wěn)定，還需要匹配激光方式。而無源式電子互感器的實(shí)現(xiàn)主要是對(duì)光學(xué)傳感技術(shù)的有效應(yīng)用，但其穩(wěn)定性不足，而且會(huì)耗費(fèi)較多成本，因此一般情況下選擇較少。

2.2 選擇通信規(guī)約的要點(diǎn)

智能變電站電氣二次設(shè)備的設(shè)計(jì)過程在通信規(guī)約方面一般存在的差異比較明顯。站控層網(wǎng)絡(luò)一般對(duì)103通信規(guī)約比較適用，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)不具有操作優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)形式也存在較大的局限，因而在較低要求的變電站系統(tǒng)中應(yīng)用的較多。而另外一種通信規(guī)約IEC61850，和103規(guī)約相比較具有更加突出的優(yōu)勢(shì)，可以為智能變電站的需求提供滿足，但是在成本方面可能花費(fèi)較多。IEC61850規(guī)約對(duì)于過程層的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約比較適用，主要是因?yàn)镕T3幀格式的傳輸延時(shí)和實(shí)施性能更良。另外IEC60044-8也是一種具有較強(qiáng)針對(duì)性的促進(jìn)智能變電站發(fā)展的重要的通信規(guī)約，但其實(shí)施會(huì)提高成本，在穩(wěn)定性方面也存在不足，還有待在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。

2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于智能變電站的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的層次不同，所以應(yīng)該根據(jù)實(shí)特征對(duì)每個(gè)層次進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程層，主要是對(duì)傳統(tǒng)和智能變電站進(jìn)行有效的區(qū)分，所以在設(shè)計(jì)智能變電站站控層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)對(duì)進(jìn)行綜合考慮各種因素，合理的選擇適宜的設(shè)計(jì)方案，使建設(shè)智能變電站的條件得到滿足。

2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)組屏方案

設(shè)計(jì)人員在對(duì)智能變電站實(shí)施組屏設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該在保證其功能齊全的基礎(chǔ)上做到簡(jiǎn)單易懂，并且根據(jù)電壓裝置等級(jí)的不同對(duì)其設(shè)計(jì)時(shí)用采用分別組屏方式，然后對(duì)每個(gè)單獨(dú)的組屏進(jìn)行有效的合并。在此過程中設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注意相關(guān)設(shè)備如監(jiān)控主機(jī)、工程站設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等都應(yīng)該設(shè)置在同一空間內(nèi)，對(duì)于非智能設(shè)備（IEC61850型號(hào)）的通信管理機(jī)和組屏需要單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置，并根據(jù)其他設(shè)備的時(shí)間狀態(tài)對(duì)IEC61850的設(shè)備進(jìn)行合理的調(diào)整。

2.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)端子排圖

在對(duì)智能變電站端子排圖設(shè)計(jì)時(shí)，取消二次設(shè)備的端子是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)合理的優(yōu)化空余的控制回路，進(jìn)而做到簡(jiǎn)化二次設(shè)備及設(shè)計(jì)，使運(yùn)行的變電站系統(tǒng)的性能更加可靠。

3 結(jié)語

總之，智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)包含復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)，因此為使二次設(shè)備的運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全，應(yīng)該按照具體情況對(duì)電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量加強(qiáng)控制，通過智能電氣設(shè)備和通信規(guī)約等的合理選擇，奠定了智能變電站發(fā)展和創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

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