智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的相關(guān)探

鄧得青

摘要：隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，智能變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，相對(duì)于傳統(tǒng)變電站來(lái)說(shuō)，智能化變電站的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化特征更加明顯。本文將結(jié)合變電站電氣二次設(shè)計(jì)的作用，討論網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、主接線結(jié)構(gòu)、設(shè)備選用、安全防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用等設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為優(yōu)化智能變電站性能，維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：智能化變電站;電氣二次設(shè)計(jì);二次設(shè)備

引言：相對(duì)于傳統(tǒng)變電站來(lái)說(shuō)，智能化變電站的一次回路、一次設(shè)備、二次回路、二次設(shè)備的設(shè)計(jì)都更加完善、變電站整體性能有了質(zhì)的飛躍。智能化變電站廣泛使用了信息化設(shè)備，二次回路也使用了數(shù)字技術(shù)和光纖技術(shù)。二次回路是用來(lái)監(jiān)視、保護(hù)一次回路，由二次設(shè)備連接組成的電路，屬于控制電路，也叫二次接線。

一、智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)作用

當(dāng)前，社會(huì)用電量逐年增加，給變電站的運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，面對(duì)大量數(shù)據(jù)信息，使用信息化技術(shù)，能夠大大提高數(shù)據(jù)處理速度，減少人工成本的使用。二次回路屬于弱電部分，是由二次設(shè)備連接而成，包括繼電保護(hù)裝置、控制開(kāi)關(guān)、測(cè)量回路、設(shè)備電源回路、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、信號(hào)回路、電氣閉鎖回路等等。其功能是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)節(jié)，全方位保護(hù)一次電氣回路正常運(yùn)作。智能化變電站中使用了大量數(shù)字化設(shè)備和信息化系統(tǒng)，這些以計(jì)算機(jī)技術(shù)為載體的智能裝置，具有效率高、速度快、功能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。第一，智能監(jiān)控系統(tǒng)可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的影響，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以對(duì)異常問(wèn)題自動(dòng)檢測(cè)處理，然后將故障數(shù)據(jù)存檔，方便技術(shù)人員分析。第二，智能化變電站的資源使用更加集中，控制方法靈活，給一次設(shè)備檢修維護(hù)帶來(lái)很多幫助，電氣設(shè)備的使用壽命被大大延長(zhǎng)。第三，用光纜來(lái)代替電纜，受干擾問(wèn)題減少，電能傳輸更安全。智能變電站在對(duì)二次設(shè)備和二次回路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要將節(jié)能環(huán)保理念融入其中，保留原有算法的基礎(chǔ)上，提高配置的智能性，給電網(wǎng)系統(tǒng)中的軟硬件提供更平穩(wěn)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境[1]。

二、智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能變電站在設(shè)計(jì)電氣二次回路時(shí)，要基于二次系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)特征，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循以下幾點(diǎn)原則：第一，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要符合IEC61850設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);第二，電子式互感器和常規(guī)互感器要做到雙重支持;第三，繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)要具有獨(dú)立性，各個(gè)設(shè)備配置要分散化，這樣能保證電網(wǎng)故障時(shí)，繼電保護(hù)快速反應(yīng)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性;第四，一次回路、二次回路之間的配制間隔要科學(xué)合理，不僅要涵蓋網(wǎng)絡(luò)、軟件，還要增加文件、數(shù)據(jù)的信息流。另外，雖然智能變電站的功能更加多樣，但是電氣二次回路設(shè)計(jì)路線要變得簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要清晰明了，這樣才能保證變電站運(yùn)行可靠方便。設(shè)計(jì)人員要將IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化使用，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用的體驗(yàn)感，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)備的配置[2]。

（二）設(shè)備保護(hù)配置方式

智能變電站的電氣系計(jì)中，設(shè)備保護(hù)配置方式的設(shè)計(jì)尤為重要，首先，控制開(kāi)關(guān)要根據(jù)觸點(diǎn)數(shù)量、控制接線的操作情況、二次回路額定電壓、分?jǐn)嚯娏鱽?lái)選用。當(dāng)燈泡引出線上短路時(shí)，通過(guò)跳合閘回路電流要小于最小動(dòng)作的電流或長(zhǎng)期熱穩(wěn)定電流。當(dāng)直流母線電壓為85%額定電壓時(shí)，繼電器施加的電壓要大于額定電壓的30%。接線方式需要根據(jù)電氣主接線整體框架而定，在智能變電站電氣主結(jié)線設(shè)計(jì)的整體框架中，應(yīng)重視電氣智能設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)需求和分散控制需求。此外，在選用電子互感器選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)面臨著有源電子式互感器和無(wú)源式電子式互感器兩種選擇，兩種互感器的功能性有一些差別，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，大部分設(shè)計(jì)人員會(huì)選用有源式電子式互感器，因?yàn)榭偸菚?huì)面臨這樣的問(wèn)題，即選擇有源電子式互感器還是選擇無(wú)源式電子式互感器。因?yàn)橛性词诫娮踊ジ衅髂軌蛲ㄟ^(guò)激光的方式進(jìn)行匹配，電源穩(wěn)定性更好[3]。

（三）安全防護(hù)系統(tǒng)

安全是第一生產(chǎn)力，智能變電站中電氣二次設(shè)計(jì)是否可靠，很大程度上決定了智能變電站是否能夠平穩(wěn)安全的運(yùn)作。二次系統(tǒng)能夠?qū)σ淮卧O(shè)備進(jìn)行控制、檢測(cè)，分析生產(chǎn)區(qū)及其在線運(yùn)行的狀態(tài)。所以二次回路也具有交換數(shù)據(jù)多、計(jì)算關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)。為保證二次設(shè)計(jì)的安全防護(hù)效果，設(shè)計(jì)人員需要在回路中安裝加密的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，并增加身份加密驗(yàn)證功能，系統(tǒng)操作雙方需要經(jīng)過(guò)核驗(yàn)身份，才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。這樣能提高電能系統(tǒng)應(yīng)用的安全性，為數(shù)據(jù)層與傳輸層提供可靠環(huán)境。此外在設(shè)計(jì)安全防護(hù)系統(tǒng)是，工作人員還需要使用防火墻軟件在該在兩個(gè)安全區(qū)中間安裝，防火墻系統(tǒng)要適用于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣才能將安全保護(hù)的功能最大化[4]。

（四）輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)智能化變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)，需要重視輔助系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，包括智能化設(shè)備的使用、設(shè)備后期維護(hù)設(shè)計(jì)等等。隨著時(shí)代的發(fā)展，信息化技術(shù)也更加成熟，越來(lái)越多新型智能設(shè)備被應(yīng)用在智能化變電站中。此類設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)電氣功能的集成化，方便技術(shù)人員對(duì)整體電氣系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管控，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)，例如：電網(wǎng)系統(tǒng)早期故障、系統(tǒng)設(shè)計(jì)漏洞等等，為后續(xù)診斷和信息傳輸提供幫助。在電氣二次設(shè)計(jì)工作時(shí)，要做好后期維護(hù)設(shè)計(jì)工作，及時(shí)分析數(shù)據(jù)參數(shù)，確保變電站能夠使用多種環(huán)境，保持安全運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。在設(shè)計(jì)時(shí)，增加開(kāi)放性后期維護(hù)的功能。智能化的處理智能化變電站的電氣故障，加強(qiáng)故障預(yù)測(cè)能力，減少智能變電站的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，采用分層保護(hù)控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)變電站進(jìn)行后期故障維護(hù)，對(duì)電能運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保電能輸送更加安全穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行的流暢和穩(wěn)定，為我國(guó)電力行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供重要幫助[5]。

結(jié)論：綜上所述，電力企業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的支柱型產(chǎn)業(yè)，承擔(dān)著重要的經(jīng)濟(jì)責(zé)任和社會(huì)責(zé)任。電氣二次回路的作用是，檢測(cè)、監(jiān)控、控制電氣一次設(shè)備，確保變壓器、輸變電設(shè)備能夠平穩(wěn)運(yùn)作。智能化變電站的性能和效率相對(duì)傳統(tǒng)變電站有了質(zhì)的飛躍。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合智能變電站自身特征，做好結(jié)構(gòu)、接線的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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