現(xiàn)代智能化變電站設計研究

◆摘? 要：在社會市場經(jīng)濟健康發(fā)展的背景下，我國電網(wǎng)規(guī)模與信息化程度得到不斷地擴大。為確保電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行，構建智能化、數(shù)字化變電站逐漸成為變電站設計的主要趨勢。智能化變電站能夠通過信息化技術實現(xiàn)變電站信息“輸出”、“計量”、“處理”、“傳輸”、“采集”的信息化目標，提升變電站設備運行的有效性。然而在智能化變電站的設計中，我們需要結合智能變電站的技術特點，明確智能變電站設計中的問題，提出相應的設計思路。

◆關鍵詞：智能化;變電站;設計

一、智能變電站的技術特點

相較于傳統(tǒng)變電站，智能變電站的站控層與間隔層設備、網(wǎng)絡接口有了較大的變化，能夠從傳統(tǒng)的“一次設備”、“互感器”、“電流”之間的電纜銜接，不斷變化為“互感器”、“合并單元”、“智能設備”、“光纖連接”等內(nèi)容。整個通訊網(wǎng)絡也被劃分為過程層、站控層等層次，使得智能變電站在實際應用中更加穩(wěn)定、可靠。首先是一次設備。通常來講一次設備是現(xiàn)代智能變電站的有機組成部分，通常采用信息接口來實現(xiàn)“信息通信”、“測控保護”、“狀態(tài)監(jiān)測”等功能，能夠滿足智能電網(wǎng)“業(yè)務流”、“信息流”、“電力流”一體化發(fā)展的目標。其次是二次設備。二次設備主要包括“狀態(tài)監(jiān)測”、“同期裝置”、“遠動裝置”、“無功控制”、“故障錄波”、“繼電保護”等裝置，可以通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實時共享。最后是管理系統(tǒng)。智能變電站的運行管理系統(tǒng)主要包括狀態(tài)統(tǒng)計與運行數(shù)據(jù)的自動化、無紙化，可以在故障發(fā)生時，及時提供分析報告，幫助操作人員明確故障原因，確定處理方向。智能變電站設備通常被分為過程層、間隔層、站控層等層次。其中過程層主要包括“隔離開關”、“斷路器”、“變壓器”等設備及相應的智能裝置，是二次設備和一次設備的結合面。而間隔層主要指測控裝置、繼電保護等設備，擁有遠程輸出、輸入的功能，可以實現(xiàn)控制器與傳感器之間的數(shù)據(jù)流通與通信。至于站控層則包括遠動通信、操作員站等裝置，能夠為運行人員提供人機聯(lián)系界面，實現(xiàn)全站設備的信息交互、告警、控制及監(jiān)視等功能。

二、智能變電站所存在的問題

首先是同步時鐘“丟失”與“失步”問題。在智能變電站設計過程中，“時鐘同步”的準確性直接影響到變電站的“差動保護”質(zhì)量。假如差動保護的“對時信號”出現(xiàn)“失步”或“丟失”問題，將導致差動保護產(chǎn)生誤操作或被封鎖的問題，極大影響到智能變電站的應用成效。其次是軟壓板與定值區(qū)切換所存在的重啟問題。智能變電站在進行軟壓板切換或定制區(qū)切換的過程中，會出現(xiàn)“測控裝置”不斷重啟的問題，致使保護裝置中的線路“失去保護”。再次是間隙過流與零序過流對變電器保護所帶來的不利影響。由于智能變電器中的間隙過流與零序過流保護通常采用相同的互感器，并且由軟壓板控制。然而當中性點從“不接地”方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖拥亍狈绞綍r，變電站裝置就會出現(xiàn)間隙過流與零序過流同時存在的情況，進而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導致系統(tǒng)運轉(zhuǎn)質(zhì)量受到影響。然后是直流設計所存在不合理問題。在變電站設計中，光纖交換機的電源一般使用相同的電源端口。當電源出現(xiàn)失電現(xiàn)象時，就會造成光纖交換機停止運行，極大地影響到變電站網(wǎng)絡的穩(wěn)定性與可靠性。最后是保護裝置所帶來的維護問題。由于智能變電站的幾條線路是采用相同的保護裝置，使得維護人員在切換定值/壓板，及監(jiān)視重合閘狀態(tài)、壓板狀態(tài)的過程中，出現(xiàn)諸多的不便，增加了工作人員的任務量，不利于智能變電站的充分應用。

三、智能變電站的設計改進思路

智能變電站在設計與應用過程中存在諸多的問題，嚴重影響到智能變電站的應用成效與質(zhì)量，因此，我們需要結合智能變電站的技術特點，明確問題類型;繼而通過優(yōu)化并改進設計思路的方式，提高變電站設計質(zhì)量，使智能變電站真正發(fā)揮出應有的價值和作用。首先是解決時鐘“丟失”與“失步”問題。技術人員可借助合并單元數(shù)據(jù)的方式，實現(xiàn)同步跟蹤目標，將“丟失”或“失步”的時間重新拉回到正確的時間上來，提升時鐘的同步質(zhì)量。此外，也可以通過算法，確?！昂髠浔Ｗo”的可靠性。其次是解決切換壓板與定值區(qū)所存在的重啟問題。由于智能變電站的間隙過流與零序過流通常采用相同的“CT”。因此我們可以在中性點刀閘位置上，通過常閉觸點和常開觸點來控制過流保護的“退投”。即通過刀閘位置的變化來控制過流保護的“退”與“投”，規(guī)避兩種過流保護同時投入、同時出現(xiàn)問題的發(fā)生。最后是優(yōu)化集中保護裝置。（1）實現(xiàn)軟壓板監(jiān)測與投退。由于智能變電站是采用集中保護的方式，來保護各類設備的。所以，為降低集中保護給操作人員所帶來的“不便”。我們可以采用“畫面調(diào)用技術”，實現(xiàn)遠程監(jiān)控“軟壓板狀態(tài)”的功能，以此提升操作人員的維護效率。（2）實現(xiàn)強制投入功能。通常來講，母差保護中的刀閘位置是否正確，是確保母差保護功能發(fā)揮的根本。當?shù)堕l位置出現(xiàn)偏差時，支路刀閘會發(fā)出報警。通過充分分析，能夠發(fā)現(xiàn)，該問題的形成原因是輔助觸點存在問題，所以在變電站設計改進中，我們應將開關“投入”到正確的位置

四、結語

通過改進并優(yōu)化智能變電站設計思路的方式，能夠幫助我們更好地破解傳統(tǒng)智能變電站所存在過流保護、直流設計、定值區(qū)切換等問題，提升智能變電站的穩(wěn)定性、可靠性及科學性，發(fā)揮了智能變電站的應用價值。與此同時也能為我國電網(wǎng)信息化建設，提供必要的條件和依托。

參考文獻

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[2]隋美紅.110kV智能化變電站電氣系統(tǒng)設計[J].電氣傳動自動化，2021，43（04）：43-45+56.

作者簡介

王會彬（1985.08—），男，漢族，河北石家莊正定縣，中級職稱，中國電建集團河北省電力勘測設計研究院有限公司。