智能化變電站電氣二次設(shè)計的要點分析

曾小園

（湖南華晨工程設(shè)計咨詢有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

在科技的推動下，國內(nèi)的智能化技術(shù)逐漸成熟，將智能化技術(shù)運用到智能變電站的建設(shè)中，可以讓變電站的發(fā)展水平迅速得到提升。智能變電站已經(jīng)得到了人們的不斷關(guān)注，相關(guān)的研究也不斷加強。關(guān)于智能變電站，人們已經(jīng)意識到它的諸多優(yōu)勢，但是也發(fā)現(xiàn)了它的復(fù)雜性。在現(xiàn)階段的技術(shù)水平下，為了讓智能變電站可以保持良好運行，電氣設(shè)備必須保證處于穩(wěn)定狀態(tài)。電氣二次設(shè)計涉及到的內(nèi)容很多，其中有測量控制、在線監(jiān)測以及遠程傳動等設(shè)計內(nèi)容，另有繼電保護以及電壓無功控制等。為了讓二次設(shè)備保持穩(wěn)定性以及可靠性，要注重對各類設(shè)備的標準化建設(shè)。

1 智能變電站的的特點及優(yōu)勢

1.1 智能變電站的特點

與常規(guī)變電站不同，智能變電站各類功能更加全面和智能化。在常規(guī)變電站中的設(shè)備不具有監(jiān)測和診斷功能，但這些在智能變電站中已經(jīng)充分實現(xiàn)。數(shù)字化變電站不斷建設(shè)，成為智能變電站的主要形式，其中還涉及到安全裝置、繼電保護以及監(jiān)控系統(tǒng)。智能變電站與常規(guī)變電站不同，常規(guī)變電站不僅有硬件重復(fù)配置的缺陷，而且信息傳遞非常不便。對于智能變電站，這些問題都會得到優(yōu)化[1]。

經(jīng)過相關(guān)分析可以看出，智能變電站是三層兩網(wǎng)的形式。這種結(jié)構(gòu)可以經(jīng)過站控層、間隔層與過程層，以及兩網(wǎng)即站控層以及過程層網(wǎng)絡(luò)，進行信息的共享。智能變電站的主要優(yōu)勢是，將信息數(shù)字化，然后借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，這樣可以讓信息實現(xiàn)充分共享。智能變電站有著如下十分明顯的特點。

首先是常規(guī)變電站中沒有過程層，而在新型的智能變電站中，是存在過程層的，同時也多了電氣二次設(shè)備，促進智能變電站的技術(shù)進步。過程層可以說是對智能變電站以及常規(guī)變電站進行區(qū)分的重要因素[2]。 因此，在過程層的設(shè)計中，要注重對新技術(shù)的應(yīng)用。

其次是在智能變電站中，網(wǎng)絡(luò)化可以借助間隔層設(shè)備實現(xiàn)，讓信息的交換效率得到提升。借助網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢，智能變電站中信息的傳遞更加迅速和方便。

再次是智能變電站在故障診斷以及監(jiān)測方面有著非常強的性能優(yōu)勢。因為各類的智能設(shè)備加入，添加傳感器以及執(zhí)行器，經(jīng)過電氣控制，可以讓系統(tǒng)保持良好的運行狀態(tài)。各類的設(shè)備若是出現(xiàn)問題，都可以被系統(tǒng)監(jiān)測到，分析問題出現(xiàn)的原因，然后進行問題處理。智能變電站在故障診斷以及監(jiān)測方面體現(xiàn)出非常明顯的優(yōu)勢。智能變電站可以發(fā)揮出智能化優(yōu)勢，實現(xiàn)對故障的自動診斷以及處理[3]。

最后是智能變電站中的智能終端在光纖技術(shù)的幫助下，可以讓終點得到銜接，以往是經(jīng)過測控柜進行連接。在智能變電站的幫助下，信息的傳遞效率更高[4]。

1.2 智能變電站的優(yōu)勢

不同于常規(guī)的變電站，智能變電站有多個過程層，使得智能變電站具備了更高的數(shù)字化水平。此外，就是間隔層的網(wǎng)絡(luò)化，讓信息交換更加高效，信息交換率得到了顯著的提升。智能化發(fā)展是變電站的一種趨勢，當下智能變電站已經(jīng)在不斷發(fā)展，在電力領(lǐng)域受到人們的歡迎和認可。而關(guān)于智能變電站，其實人們也是保持著非?？春玫膽B(tài)度，借助對信息技術(shù)的應(yīng)用，可以讓智能變電站中信息傳輸更加高效，實現(xiàn)信息的共享。在智能變電站中，有故障診斷以及在線監(jiān)測的功能，可以讓工作人員對智能變電站的各方面情況展開監(jiān)控。對于智能變電站的故障，也可以在智能系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)自動診斷，從而及時采取解決措施。

2 智能變電站的電氣二次設(shè)計要點

2.1 智能變電站設(shè)備選擇要點

在智能變電站中，一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是要選擇合適的電氣設(shè)備。例如，智能變電站的開關(guān)以及電子感應(yīng)器這些設(shè)備，就要進行謹慎選擇。當下的智能變電站在實際的建設(shè)中，要加強網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，使得二次設(shè)備促進智能變電站的穩(wěn)定運行[5]。

首先是對智能開關(guān)進行選擇。需要在符合實際規(guī)范需求的情況下，選擇適當?shù)拈_關(guān)設(shè)備。因為智能開關(guān)是否合適，關(guān)系到智能變電站的監(jiān)測系統(tǒng)能否發(fā)揮作用，也關(guān)系到智能變電站的控制系統(tǒng)運行狀況。同時，智能開關(guān)的應(yīng)用可以提供合適的接口，可以讓智能變電站的智能化水平得到明顯提升。但是，智能開關(guān)也有諸多的缺陷，如成本高，維修也需要一定的費用。

其次是選擇電子互感器。電子互感器分為有源式和無源式兩種類型。在智能變電站的實際建設(shè)中，有源式電子互感器更多的被人接受。這主要是因為有源式互感器是借助激光的方式來進行匹配，會讓電源保持更好的穩(wěn)定性，而無源式互感器則不同，運用的是光學(xué)原理，需要消耗諸多成本，且這種互感器穩(wěn)定性比較差。此外，立足于智能變電站的需求，選擇激光匹配的方式要更加穩(wěn)定，效率也會更高，更加符合智能變電站的需求和特點。

2.2 通信規(guī)約選擇要點

在智能變電站的二次設(shè)計中，通常選擇不同通信規(guī)約是存在差異的。其中，103規(guī)約對站控層比較適合。103規(guī)約選擇的是常規(guī)設(shè)計形式，但是這種規(guī)約也有一定的不足，就是在操作方面還是沒有太多的優(yōu)勢。103規(guī)約主要是適合于常規(guī)變電站。IEC61850規(guī)約是另外一種類型。在智能變電站的實施中，這種規(guī)約有著不錯的實施性，但是也有非常明顯的缺點，即成本非常高。在過程層網(wǎng)絡(luò)中，IEC61850規(guī)約更加適用。因為這種規(guī)約運用FT3幀格式，有著諸多的優(yōu)點，實施性更好，傳輸延時比較固定。此外，還有IEC600448規(guī)約，也是一種通信規(guī)約，針對對象設(shè)計，構(gòu)建出的智能變電站各方面都很完美。但是這種規(guī)約在智能變電站中，局限性也是比較大的，傳輸延時不固定，同時穩(wěn)定性有所不足，成本也非常高。不同的通信規(guī)約，有著不同的特點以及優(yōu)勢，在智能變電站的電氣二次設(shè)計中，要注重對通信規(guī)約的合理選擇。相對來說，IEC61850通信規(guī)約應(yīng)用更多，綜合性能要更好一些。

2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

在智能變電站的實際設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計也非常重要。通常是將智能變電站分成3個層次，站控層、間隔層及過程層，每個層次都需要設(shè)計人員結(jié)合層次所具備的特點，展開針對性設(shè)計。尤其是要注意，過程層設(shè)計是對智能變電站以及常規(guī)變電站有區(qū)分作用的一個部分，因此在智能變電站的實際設(shè)計中，對過程層設(shè)計要加強重視。在智能變電站開展網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要對各方面的元素進行考慮，選擇成本、技術(shù)以及性能滿足需求，并穩(wěn)定可靠的設(shè)計方案。其中最符合各方面要求的是星型以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

3 結(jié) 論

在智能變電站開展電氣二次設(shè)計中，需要注重在智能設(shè)備上的合理選擇，并對通信規(guī)約以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計。技術(shù)的進步以及經(jīng)濟的發(fā)展，為智能變電站的設(shè)計提供了重要的基礎(chǔ)。為了讓智能變電站設(shè)計保持非常好的水平，需要設(shè)計人員對智能變電站電氣二次設(shè)計的要點足夠明確以及熟悉，以將智能變電站的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來，為智能變電站的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。