智能變電站二次設(shè)計過程中常態(tài)問題與優(yōu)化建議

宋靜 章雨健

摘要：變電站的主要作用是連接電力用戶和發(fā)電網(wǎng)，常見的核心技術(shù)是在電網(wǎng)運行的過程中實現(xiàn)數(shù)字化控制。如今在極大程度上起到了維持電網(wǎng)安全運行的作用。由此可見，變電站的建設(shè)對于國家電網(wǎng)發(fā)展來說極其重要，這樣才能更好地建設(shè)我國的智能電網(wǎng)。在建設(shè)智能變電站的過程中，二次變電系統(tǒng)是工作人員極為重視的部分，也是實現(xiàn)變電站智能化建設(shè)的重中之重?；诖耍恼戮椭悄茏冸娬径蜗到y(tǒng)的設(shè)計過程中經(jīng)常遇到的問題及優(yōu)化建議展開論述。

關(guān)鍵詞：智能;變電站;二次系統(tǒng);常態(tài)問題

1智能變電站二次系統(tǒng)實踐應(yīng)用中優(yōu)化設(shè)計的必要性分析

智能理論、智能技術(shù)及電力技術(shù)的合理使用，為變電站智能化水平提升提供了重要的技術(shù)支持，促進(jìn)了智能變電站發(fā)展。實踐過程中為了實現(xiàn)智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，需要對其優(yōu)化設(shè)計必要性進(jìn)行分析。智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計有利于實現(xiàn)智能變電站實踐應(yīng)用中的多種技術(shù)融合，增加智能變電站的技術(shù)含量。在進(jìn)行智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的過程中，將會對其二次設(shè)備、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化，并實現(xiàn)計算機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)等不同技術(shù)在智能變電站中的融合應(yīng)用，促使其實踐應(yīng)用中的技術(shù)含量增加，全面提升變電站長期使用中的服務(wù)水平。

2智能變電站二次設(shè)計的問題和注意點

在智能變電站系統(tǒng)二次設(shè)計過程中，需要用智能終端、合并單元等各種新技術(shù)設(shè)備，對電氣設(shè)備的具體運行狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)地采集和控制。智能變電站二次設(shè)計應(yīng)按照設(shè)計規(guī)范的要求，結(jié)合不同電壓等級的變電站和平面布置，對二次回路和設(shè)備布置不斷優(yōu)化和改進(jìn)，保證資源的利用效率和二次設(shè)計的質(zhì)量。

2.1智能二次設(shè)備布置問題

不同電壓等級、不同環(huán)境的變電站，變電站的建筑結(jié)構(gòu)不同，電氣一次進(jìn)出線通道、一次設(shè)備布置以及周邊環(huán)境的差異，對變電二次設(shè)備和屏柜的布置都提出了優(yōu)化需求，不能照搬一些設(shè)計模板，要在設(shè)計規(guī)范的要求下，對二次合并單元、智能終端等智能設(shè)備就地下放布置到一次設(shè)備附近的位置，加強(qiáng)信息數(shù)據(jù)采集的共享共用，對二次電氣回路進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約二次電纜，降低變電站的整體成本。

2.2智能變電站的閉鎖回路設(shè)計問題

變電站的二次閉鎖回路是防誤操作的重要部分，正確合理的設(shè)計閉鎖回路對于防止電網(wǎng)事故和保障人身安全具有重要作用。當(dāng)前一些變電站的設(shè)備電氣閉鎖回路存在不規(guī)范、不完整等問題。所以在智能變電站的設(shè)計中要加強(qiáng)設(shè)備的電氣閉鎖和GOOSE信號閉鎖的結(jié)合，從整體出發(fā)，考慮全面，理清各設(shè)備和信號之間的閉鎖邏輯，準(zhǔn)確畫出邏輯圖，選用最優(yōu)化的方案。要充分考慮好閉鎖的可靠性和安全性，嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范的要求，來設(shè)計閉鎖電源，確保每個回路都不存在寄生回路。

2.3重視虛擬回路的設(shè)計準(zhǔn)確性

智能變電站設(shè)計中，對二次虛擬回路的設(shè)計，需要根據(jù)全站的保護(hù)裝置、智能組件的物理連接，全站的SV/GOOSE的數(shù)據(jù)信息圖，以及各設(shè)備虛端子接線表，進(jìn)行設(shè)計設(shè)計全站的二次回路。針對智能化設(shè)備就地部署的要求，對二次回路的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化和簡化，減少對斷路器/刀閘輔助接點數(shù)量的要求，充分利用GOOSE報文，簡化斷路器總位置信號回路。取消控制轉(zhuǎn)換開關(guān)及其相關(guān)的二次回路，降低誤操作的可能性。

3變電二次設(shè)計相關(guān)優(yōu)化措施

變電二次設(shè)計注重細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)精準(zhǔn)無誤。設(shè)計人員要在工作中避免簡單套圖，充分結(jié)合工程的一次布置、出線、建筑等實際情況，從二次設(shè)備布置、線纜優(yōu)化、設(shè)備選擇到智能系統(tǒng)設(shè)計，進(jìn)行全面的考慮和優(yōu)化，爭取將變電站二次設(shè)計做到最準(zhǔn)確、資源做到最節(jié)約、保護(hù)做到最可靠。

3.1變電站電氣設(shè)備的選擇

在智能變電站設(shè)計中，二次設(shè)計人員要對保護(hù)設(shè)備的配置、功能和具體參數(shù)提出準(zhǔn)確的要求，根據(jù)保護(hù)配置規(guī)范，對變壓器保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)等保護(hù)裝置的功能、接口和通信協(xié)議進(jìn)行選擇，對智能組件合并單元、智能終端的背板采樣、控制接口以及通信模塊、電源模塊統(tǒng)籌考慮，既要滿足需求，又要避免多配造成浪費。

3.2智能輔助系統(tǒng)的設(shè)計

變電站的智能輔助系統(tǒng)是實現(xiàn)變電站設(shè)備運行環(huán)境與安全狀態(tài)24小時全天候智能化監(jiān)控的重要技術(shù)手段，為后期變電站的運維提供便利。智能輔助系統(tǒng)一般包含環(huán)境監(jiān)測、照明、消防、門禁、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)，目前這些子系統(tǒng)都是分散設(shè)計，系統(tǒng)整合度和集成度較低，無法基于系統(tǒng)開發(fā)一些高級的智能應(yīng)用。在大力建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的大背景下，要優(yōu)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式，配置統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)器，各子系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲，實現(xiàn)系統(tǒng)之間的信息共享、相互協(xié)同。加強(qiáng)各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動邏輯，比如火災(zāi)報警、門禁、通風(fēng)系統(tǒng)等之間的聯(lián)動，根據(jù)告警信息自動對事故區(qū)域進(jìn)行圖像、視頻分析。

3.3二次電源的選擇

智能變電站二次設(shè)備的電源選用直流電源或者交流電源，交流電源一般為220V，一些重要的二次設(shè)備需要UPS電源供電，直流電源一般為220V、110V，通信設(shè)備的電源一般為直流48V。一些二次設(shè)備要求使用交流電源，為了確保交流負(fù)荷用電的使用安全，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)用三相電源提供電力，這樣就能防止因為電壓不穩(wěn)定而跳轉(zhuǎn)到低電壓出現(xiàn)的失電現(xiàn)象。只有當(dāng)變電站內(nèi)的所有設(shè)備都能正常工作時，變電站二次系統(tǒng)才能安全可靠工作。

3.4三維設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

信息數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，對變電站的準(zhǔn)確精準(zhǔn)設(shè)計提出更高的要求。三維技術(shù)在智能變電站設(shè)計中的應(yīng)用極大提高了變電工程的設(shè)計、施工以及運行的效率和效益。目前三維數(shù)字化設(shè)計主要應(yīng)用在變電站土建、變電一次、變電二次等各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計及管理流程。變電站二次的三維設(shè)計，主要是在屏柜的布置、設(shè)備的安裝、電回路以及光回路的可視化、數(shù)字化設(shè)計，通過建立各間隔設(shè)備和屏柜光纜、電纜的連接關(guān)系，自動構(gòu)建站控層網(wǎng)絡(luò)。完成電纜清冊、光纜清冊、設(shè)備清冊等，自動計算光纜、線纜的長度，大大提高設(shè)計的準(zhǔn)確度和設(shè)計效率。此外，在變電二次設(shè)計的過程中，電纜的選擇和設(shè)計也要充分的考慮二次回路，嚴(yán)格按照二次電纜規(guī)范，對電纜進(jìn)行選型和芯線設(shè)計，充分考慮規(guī)范中規(guī)定的不同信號不可共用同一根電纜的情況。

3.5監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

電氣二次監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)該面向整個智能變電站的運行需求，有學(xué)者在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計上，配置了臺監(jiān)控主機(jī)和1臺綜合服務(wù)器，該體系能夠在后臺對整個變電站的運行情況進(jìn)行監(jiān)控，并識別其中的關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。同時增設(shè)一臺打印機(jī)，主要功能是將各種監(jiān)控結(jié)果打印出來，方便工作人員識別監(jiān)控內(nèi)容。在操作階段，可以在變電站開關(guān)柜上保測一體裝置與開關(guān)室的交換機(jī)、站控層交換機(jī)連接，且二次室內(nèi)的測控、備自投以及后臺監(jiān)控系統(tǒng)能夠在站控層交換機(jī)相連接，遠(yuǎn)東裝置在與站控層交換器進(jìn)行信息交互之后，能夠?qū)⑵渲械年P(guān)鍵資料快速傳遞至后臺，使相關(guān)功能模塊能夠提取其中的有用信息，并實現(xiàn)與遠(yuǎn)方調(diào)度層之間的數(shù)據(jù)交換。

4結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電在人們的生產(chǎn)生活中起到了越來越重要的作用。在第二次工業(yè)革命后人們認(rèn)識到了電流和電磁的原理。但是如今國家電力發(fā)展越來越迅速，國家對相關(guān)方面的知識人才也越來越多。但是就我國目前的發(fā)現(xiàn)狀況來說，我國在變電技術(shù)二次發(fā)展的過程中仍然存在著一些繼續(xù)解決的問題。雖然我國的智能變電站二次系統(tǒng)還在建設(shè)過程中，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的變電站技術(shù)必當(dāng)會得到不斷優(yōu)化。會慢慢實現(xiàn)自動化進(jìn)程。

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