基于節(jié)能降耗的智能化變電站設計要點分析

陳孟泉

信息科技時代背景下，設計開發(fā)自動化智能變電站成為了電力企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、貫徹落實國家環(huán)保政策的主要路徑。智能化變電站的應用有助于快速實現節(jié)能降耗目標?，F階段，我國電力行業(yè)設計研發(fā)智能化變電站的理念、技術以及與其相配套的制度、法規(guī)等還具有較高提升空間?；诖耍韵聦?jié)能降耗的智能化變電站設計要點進行了分析，以供參考。

節(jié)能降耗;智能化;變電站;設計要點

新型變電站設計要最大程度的達到節(jié)能降耗的目的，必須在智能化的基礎上進一步整合和完成管理。我國智能變電站發(fā)展還不成熟，設計施工理念都還不完善，也缺少配套的制度法規(guī)，因此在智能化變電站設計方面還需要不斷的學習和摸索。

節(jié)能降耗下設計智能化變電站應當遵循下述五點原則，第一，在設計過程中應當始終堅持變電站運行穩(wěn)定、安全、經濟的原則;第二，通過互聯網與設備的充分整合，提升設備的智能化程度，減少智能化變電站建設成本，應當堅持充分應用現有資源的原則;第三，根據變電站通信協議，建立建設智能化變電站監(jiān)管系統，要求能夠監(jiān)管變電站整體以及各個部分的運行，防范故障風險、安全事故等，提高運維效率。由此，設計過程中應當立足于防范風險的原則;第四，最大程度上集成電力設備，簡約變電站設計，融合人性化設計原則。注重通過合理布局多角度提高變電站智能程度?？梢粤⒆阌诰W絡布局實現電力企業(yè)資源共享，進而充分利用現有資源，保障變電站整體高效運行，進一步提升變電自動化、智能化、現代化水平，降低建設智能化變電站全生命周期的造價;第五，采用先進技術、設備，同時注重確保設備、技術可升級，以使得設備、技術能夠隨著信息科學技術的發(fā)展而不斷發(fā)展完善，滿足變電站更新需求，為市場提供充足的新型電力能源。

（1）建立統一的信息模型和采用相同的信息接入協議，構建變電站特有的信息平臺，從而做到變電站內信息資源共享。因為采用了相同的通訊協議和信息模型，使變電的機器設備之間能夠更好的相互協作，提高了信息資源共享的速度和效率，也降低智能電站的設計和維修費用。（2）信息共享標準化。變電站智能化改造可以實現信息共享的標準化，通過相關的技術與標準，可以進行數據的簡化處理，從而實現信息在變電站各個獨立系統中的連接與配合，建立統一的數據運行平臺，提升電力系統運行的整體效果。（3）使用最新的光纖維信號傳輸，比以往通過電纜進行信號傳輸提高了傳輸的速度和信號準確度，降低了安裝和維護的費用。采用電子式互感器解決了電磁式互感器的飽和問題，實現了設備無油化，顛覆了絕緣概念提升了變電站的安全性，減少了占地面積。（4）智能化技術的進步改變了傳統的信號傳輸方式，數字與光纖逐步取代了傳統的模擬信號傳遞，比如在變電站測控保護裝置上，輸入與輸出信號都是數字信號，從而使得信號傳遞的效率更高，穩(wěn)定性更強。變電站通信網絡的現代化與智能化程度更高，有效實現了數據、資源的共享，實現了智能化的發(fā)展。

3.1對一次設備進行智能化升級

對變電站進行必要的智能設計是變電站節(jié)能降耗的科技基礎?？梢暬?、數字化、一體化和信息交互性是智能變電站一次設備進行智能化設計的要求。在對一次設備進行智能化的時候，要在主變壓器中安裝智能終端和配套的合并單元。在出線間隔、主變進線間隔內分別配置智能終端。例如分別配備專門的智能終端在母聯間隔和母線設備間隔上。對變電站裝配全站和核心部件狀態(tài)監(jiān)測后臺系統，通過跟蹤監(jiān)測，獲取變電站運行的各項數據，然后進行匯總和分析，并提出針對性調整和檢修方案。過程層設備采用一對一的方式和間隔層的設備進行連接。過程層其實就是一二次設備的相結合的一個面，結合面上的設備具有自我檢測和自我描述的功能，并通過實行共同的通訊協議和信息模型，和站控層實現信息的交流互動。

3.2變壓器選型設計要點

節(jié)能降耗理念下應當選擇在電能轉換時期損耗小的變壓器，以降低空載、負載以及附加損耗，在設計智能化變電站時通過合理選擇變壓器均能夠得以實現。具體而言，可以將散熱器作為參考，例如，選擇70%容量的ONAN變壓器，以達到解決風能的目的?？傊?，以選擇低能耗裝置為主。

3.3總平面布置考慮節(jié)能

在我國實行最嚴格的節(jié)約集約用地制度，主要是為了節(jié)約土地資源。在110kV變電站總平面布置中，首先，總平面布置占地面積不能超過《電力工程項目建設用地指標》要求，在此前提下，進行合理優(yōu)化。在滿足變電站工藝要求的前提下，充分考慮進出線和進站道路的引接條件，同時根據地形、地貌，以及環(huán)境特征等綜合因素，合理確定站址的定位坐標、方位和場地標高，減少拆遷還建工程量，減少土石方工程量、地基處理工程量以及施工難度，節(jié)省工程投資。應充分利用站內場地，緊湊布置，盡量減少占地面積，提高土地利用率，以節(jié)約寶貴的土地資源。站內布置盡量壓縮各建筑物的規(guī)模，布置有主控綜合樓，并將主控制室、通信室、檢修、工具間及值班休息室等設計成聯合建筑，從而減少各建筑物之間防火距離，節(jié)約用地，同時增大建筑體量，豐富立面效果。

3.4對二次設備進行網絡化布局

3.4.1站控層設備管理成網絡化分布

站控層設備不需要安排專門的員工來值班，而是通過建立無人值班變電站，通過智能設備達到對變電站進行智能控制管理的目的。站控層設備可以提供方便的人機交流界面，方便管理人員管理控制過程層和間隔層的設備以及各項設備功能，形成對變電站全天候的監(jiān)控管理。通過站控層的智能升級可以在變電站建立一個管控中心，對變電站實行遠程控制和集中而簡約的控制。各分層的設備通過智能終端將自檢和掃描后的信息上傳，實現對整個變電站設備的網絡化、智能化管理。

3.4.2變電站間隔層設備的配置情況

監(jiān)測系統、保護系統、錄波系統和計量系統等中的設備是共同組成變電站間隔層。間隔層在站控層的網絡失去監(jiān)控管理能力的時候，它的二級子系統能夠獨立完成對本間隔層內設備的監(jiān)控管理。通過在各個間隔層配置數字接口處設計專門的保護性檢測和控制設備，對變電站間隔層的設備運行進行檢測和管理。另外在間隔層的設備之中也同樣執(zhí)行變電站通用的通訊協議，起到自我檢測狀態(tài)和自我描述的作用。也就是說間隔層利用變電站統一的通訊協議進行通訊和監(jiān)測管理本層內設備的運行。同時間隔層內的設備也具備基本的數據分析和向站控層傳遞數據信息的功能，并不完全依靠于站控層設備對本層設備進行監(jiān)控管理。

21世紀，智能化變電站是傳統變電站的重要發(fā)展方向，新型變電站會隨著科學技術的發(fā)展而不斷發(fā)展。在設計過程中，設計師應當充分把握節(jié)能降耗背景下，智能化變電站的組成，在設計一次、二次設備以及變電器選型的過程中緊緊把握住智能化變電站設計原則，最終成功設計出可成長型的智能化變電站。

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