智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

白棟元

【摘? 要】在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，智能化變電站應(yīng)運(yùn)而生，比傳統(tǒng)的變電站具有很多優(yōu)勢(shì)，可以確保變電站運(yùn)行、管理的智能化，電氣二次設(shè)計(jì)是智能化變電站中的關(guān)鍵內(nèi)容，直接關(guān)系著智能化變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，相關(guān)人員需要明確智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)，嚴(yán)格按照相關(guān)要求、技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，有效地提升智能化變電站運(yùn)行的整體質(zhì)量，文章主要針對(duì)智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，推動(dòng)電力企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能化;變電站;電氣二次設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)要點(diǎn)

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國電力設(shè)備在不斷更新，社會(huì)各界越來越注重智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)工作。在智能化變電站技術(shù)的快速發(fā)展中，電氣二次設(shè)計(jì)設(shè)備的相關(guān)功能越來越強(qiáng)，在一定程度上滿足了復(fù)雜電力保護(hù)算法的實(shí)際應(yīng)用需求，可以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，突出了明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)?；诖?，文章闡述了智能化變電站的相關(guān)內(nèi)容，分析了智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)，提高變電站運(yùn)行的整體質(zhì)量。

1.智能化變電站概述

智能化變電站利用環(huán)保、可靠、集成、低碳、先進(jìn)的智能化設(shè)備，將信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、全站信息數(shù)字化作為基本要求，自動(dòng)完成相應(yīng)的信息采集、控制測(cè)量、保護(hù)和監(jiān)測(cè)等基本操作，其能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)變電站中的各項(xiàng)缺陷。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的全面發(fā)展中，傳統(tǒng)變電站在不斷變革，并且逐漸向智能化進(jìn)行靠攏。

智能化變電站的核心優(yōu)勢(shì)是增設(shè)了過程層作為結(jié)構(gòu)支持，將一次電氣設(shè)備、數(shù)字化變電站依賴的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分融合，在實(shí)際運(yùn)行過程中變電站數(shù)字化水平得到了很大提升、發(fā)展，以此為基礎(chǔ)智能化變電站可以針對(duì)設(shè)備的運(yùn)行功能進(jìn)行有效控制，面向系統(tǒng)提供智能化開關(guān)裝置，在整個(gè)變電站正常運(yùn)行的狀態(tài)下，在線故障診斷作業(yè)、監(jiān)測(cè)作業(yè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。需要注意的是，針對(duì)一次設(shè)備、間隔層，智能化變電站設(shè)置相應(yīng)的智能化終端裝置，利用光纖線路，實(shí)現(xiàn)終端與終端之間的可靠互聯(lián)，這樣能夠省略傳統(tǒng)變電站運(yùn)行系統(tǒng)中的電纜進(jìn)線線路連接方案，從而有效地提高整個(gè)變電站的運(yùn)行可靠性與實(shí)效性。

2.智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1智能設(shè)備的選擇

在智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)過程中，智能設(shè)備選擇是其中的關(guān)鍵內(nèi)容，與電氣二次系統(tǒng)性能之間的聯(lián)系十分密切，常見的電氣二次智能設(shè)備有電子式互感器裝置、二次設(shè)備、智能開關(guān)等。在選擇智能開關(guān)的過程中，既可以選擇智能開關(guān)，又可以在傳統(tǒng)開關(guān)連接基礎(chǔ)上使用智能終端開關(guān)，其具有在線檢測(cè)、智能控制等功能，還可以針對(duì)變電站提供全面數(shù)字化的接口，智能性比較強(qiáng)，但維護(hù)、投入所需成本比較大。并且，在傳統(tǒng)開關(guān)連接基礎(chǔ)上使用智能終端的開關(guān)，將智能的終端和其進(jìn)行連接，來提供數(shù)字化的接口，其維護(hù)和投入成本開支比較低的，但缺少在線的監(jiān)測(cè)功能，智能化的水平有限。除此之外，在選擇電子式的互感器過程中，可使用有源或者無源類型的裝置，有源互感器是一種具備低功率的線圈類型電磁式的互感器類型，通過將電源和電子電路進(jìn)行匹配，借助激光有效地解決電源的穩(wěn)定性問題。

2.2操作系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)

智能變電站操作系統(tǒng)電源在二次系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備提供電能，如控制、監(jiān)測(cè)等設(shè)備，智能變電站普遍采用直流電源供電方式，一般使用蓄電池、硅整流的電容以及復(fù)試整流等直流電源類型。在進(jìn)行操作系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)中，一定要注意其電源供電具有良好的穩(wěn)定性以及持續(xù)性，還要具備足夠的容量，保證變電站出現(xiàn)故障時(shí)為設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)提供電能。另外，蓄電池是智能變電站電氣二次系統(tǒng)中使用最為廣泛的直流電源類型，其主要將化學(xué)能向電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)電能供應(yīng)，其具有很強(qiáng)的電能供應(yīng)獨(dú)立性，與電力系統(tǒng)正常運(yùn)行是相互隔離的，只有系統(tǒng)出線故障時(shí)，才進(jìn)行穩(wěn)定電能的供應(yīng)，但需要進(jìn)行定期的充電。

2.3通信規(guī)約選擇

智能化變電站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由兩層構(gòu)成，分別是站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需通信規(guī)約選擇具有很大差異，在站控層的網(wǎng)絡(luò)中，可以使用103通信的規(guī)約，這種通信規(guī)約主要是一種傳統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)類型，其具有互操作性相對(duì)較差，但費(fèi)用投入比較低，適用于使用要求低，將以太網(wǎng)作為通信基礎(chǔ)的系統(tǒng)中。另外，還存在一種以IEC61850網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)通信的規(guī)約類型，其主要將網(wǎng)絡(luò)通信的平臺(tái)作為基礎(chǔ)，針對(duì)對(duì)象進(jìn)行變電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其是進(jìn)行智能化變電站設(shè)計(jì)的有效平臺(tái)形式，具有很好的實(shí)施性，但建設(shè)通信規(guī)約的費(fèi)用高，在過程層的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約選擇中，由于這種網(wǎng)絡(luò)規(guī)約形式是FT3幀的格式，對(duì)于高要求串口的通信，可以通過插值法進(jìn)行同步的實(shí)現(xiàn)。

2.4智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在智能化變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要分別設(shè)計(jì)架空層、網(wǎng)絡(luò)層、過程層，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)都需要采用獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員需要充分考慮可靠性、合理性、經(jīng)濟(jì)性等因素，在選擇站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選用星型以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)作為相應(yīng)的支持。

3.智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1測(cè)量配置

為了滿足復(fù)雜條件下智能變電站運(yùn)行要求，每臺(tái)主變電站需要配置低壓側(cè)與高壓側(cè)段落測(cè)控裝置，還應(yīng)該增加主變本體測(cè)控裝置，用來完成主變溫度測(cè)量以及遠(yuǎn)程檔位控制等。在測(cè)量配置過程中，必須確保變壓器線路、電容器接地變等配置保測(cè)一體裝置，在設(shè)備整體上不需要特殊增設(shè)測(cè)控裝置，但應(yīng)根據(jù)功能需求考慮增設(shè)公用測(cè)控裝置，通過該裝置測(cè)量母線電壓指標(biāo)以及整個(gè)變電站的多種公用信號(hào)。

3.2故障錄波配置

故障錄波裝置可以記錄變電站運(yùn)行過程中的故障情況，如短路故障、頻率崩潰、電壓崩潰等電參數(shù)指標(biāo)變化，能夠?qū)Ω鞣N錄波進(jìn)行分析，并詳細(xì)記錄整個(gè)故障的發(fā)生過程以及演變情況，預(yù)測(cè)任何發(fā)生故障的情況，顯示電氣量變化情況，有效地排除電氣故障。

3.3安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)

為了保證智能化變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)需要充分考慮各項(xiàng)特殊運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)問題，如失步解列以及低頻低壓減載等。因此，在電氣二次設(shè)計(jì)中，可以增設(shè)一套低頻低壓減載裝置，增強(qiáng)整個(gè)變電站運(yùn)行能力，避免系統(tǒng)因無功功率或有功功率的缺額而造成電壓崩潰。

3.4監(jiān)控系統(tǒng)

在設(shè)置電氣二次監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，需要充分考慮智能化變電站運(yùn)行情況，可以配置1臺(tái)監(jiān)控主機(jī)和1臺(tái)綜合服務(wù)器，該體系能夠在后臺(tái)監(jiān)控整個(gè)變電站的運(yùn)行情況，并識(shí)別其中的關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。同時(shí)，增設(shè)一臺(tái)打印機(jī)，將各種監(jiān)控結(jié)果打印出來，方便工作人員識(shí)別監(jiān)控內(nèi)容。在操作過程中，在變電站開關(guān)柜上保測(cè)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(cè)控、備自投以及后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)能夠在站控層交換機(jī)相連接，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(tái)，使相關(guān)功能模塊能夠提取其中的有用信息，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方調(diào)度層之間的數(shù)據(jù)交換。

4.結(jié)束語

綜上所述，智能化變電站是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容，其具有結(jié)構(gòu)緊湊化、功能集成化、設(shè)備信息數(shù)字化等特點(diǎn)，針對(duì)二次設(shè)備及功能進(jìn)行整合，提高智能化變電站運(yùn)行的整體質(zhì)量，保證運(yùn)行維護(hù)工作量得以降低，從而推進(jìn)智能變電站的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]姜松.智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].通訊世界，2020，27（03）：136-137.

[2]曾小園.智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析[J].通信電源技術(shù)，2020，37（03）：70-71.

[3]王霞，丁科.智能化變電站的二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（04）：91-92.