智能化變電站中電氣二次設計要點分析

摘要：本文以智能化變電站電氣二次設計作為研究對象，針對智能化變電站電氣二次設計過程當中的相關工作要點，展開了較為詳細的分析與闡述，希望能夠為后續同類工程作業的開展提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：智能化變電站 電氣二次設計 分析

在現階段的技術條件支持下，對于智能化變電站而言，其正常運行過程當中所涉及到的二次設備主要包括以下幾個方面：第一，繼電保護裝置；第二，防誤閉鎖裝置；第三，遠承傳動裝置；第四，故障錄波裝置；第五，測量控制裝置；第六，電壓無功控制裝置；第七，同期操作裝置；第八，在線狀態檢測裝置。以上裝置均需要實現標準化運行，以保障二次設備系統操作的可靠性與安全性。在此基礎之上，二次設備不再出現與常規功能裝置相重復的I/O現場接口，而是建立在對網絡系統加以運用的基礎之上，實現對變電站二次設備運行狀態下相關數據資源的充分共享。從這一角度上來說，做好智能化變電站電氣二次設計工作，對于保障變電站運行質量而言是至關重要的。本文即針對以上相關問題做詳細分析與說明。

1 智能變電站的綜合優勢分析

對比常規意義上的變電站而言，智能化變電站核心的優勢在于：增設了過程層作為結構支持，將數字化變電站所依賴的通信網絡與一次電氣設備充分融合，從而使得整個變電站在實際運行過程當中的數字化水平得到了極為顯著的發展與提升。不但如此，對智能化變電站而言，間隔層當中所涉及到的相關設備能夠實現網絡化，在此種技術支持下，數字信息能夠直接進入到站控層的交換機當中，省去了傳統意義上，網絡結構方案下接口裝置的運行步驟，達到了提高信息交換使用效率的目的。在此基礎之上，由于智能化變電站能夠面向系統提供智能化的開關裝置，同時能夠兼具控制設備的相關運行功能，在有關整個變電站正常運行狀態下，在線監測作業以及故障診斷作業方面所表現出的優勢更加的突出。還需要特別注意的一點是：智能化變電站針對間隔層以及一次設備均設置了與之相對應的智能化終端裝置，并通過光纖線路實現終端與終端之間的可靠互聯。通過此種方式，能夠省去傳統變電站運行系統下存在的電纜進線線路連接方案，提高了整個變電站的運行實效性與可靠性。

2 對智能設備的選擇要點分析

從智能化變電站電氣二次智能設備的選擇角度上來說，所涉及到的二次設備主要包括電子式互感器裝置、智能開關、以及二次設備這三個方面。對電氣二次設備展開進線網絡化建設的最根本目的在于：更好地與整個智能化變電站的運行發展需求相適應。但，結合實踐工作經驗來看，對于智能開關以及電子式互感器裝置而言，其在設計與選擇的過程當中仍然存在以下幾個方面的問題值得關注：第一，對于智能開關而言，選擇過程當中，可以選擇理想智能開關或者是建立在傳統開關連接方式基礎之上的智能終端開關模式。其中，對于理想智能開關而言，實際應用過程當中最主要的特點體現在：其對于在線檢測功能以及智能控制功能的支持。同時，理想智能開關還能夠面向整個變電站提供相應的數字化接口，因此智能化水平相對較高。但，從維修以及投入資本的角度上來說，資金開支相當大，在可操作性方面存在一定的缺陷；第二，針對傳統開關而言，在將其與智能終端相互連接的過程當中，雖然能夠提供相應的數字化接口，但由于丟失了在線監測的功能支持，因此在智能化水平方面存在一定的缺陷。但，由于此種接入方案下的可靠性水平相當高，投入資本費用相對較低，因而在現階段的實踐工作當中得到了廣泛的應用；第三，從電子互感器的角度上來說，可以選取有源或無源性的電子式互感器裝置。其中，對于前者而言，這種互感器裝置主要是指具有低功率線圈的電磁式電流互感器裝置，其運行過程當中的特點體現在：能夠實現需要電源與電子電路的匹配，通過激光的方式，解決在電源穩定性方面存在的問題，因而得到了比較廣泛的使用。而對于后者而言，由于其是建立在光學傳感技術基礎之上實現電子互感裝置，費用較高，且可靠性水平無法得到保障，因而現階段比較少采用。

3 對通信規約的選擇要點分析

在智能化變電站內的網路，可以分為站控層網絡或者是過程層網絡，針對不同的網絡要選擇不同的規約。站控層網絡可以選擇103規約，這種規約主要是采用傳統的面向功能設計形式，其主要的缺點就是互操作性較差，主要是針對一些要求較低的以太網通信使用，并且費用較低。另外一種IEC 61850網絡艦約主要是基于網絡通信平臺的變電站自動化系統面向對象設計，是一個構建數字化變電站的理想平臺，但是費用較高，優點是可實施性較好。過程層網絡的規約選擇，可以選擇后一種規約，這種規約形式主要采用FT3幀格式，具有較好的實施性以及傳輸延時固定的特點。對于要求較好的串口通信有較高的實用性，可以使用插值法來實現同步，具有較高的可靠性。還有一種規約形式就是IEC 60044-8規約，主要是面向對象設計的構建數字化變電站的理想平臺，其特點就是傳輸延時不固定，不可以自同步，并且可靠性較差，但是費用卻較高。根據上面的各種論述可以看出，對于單間隔并且不需要進行數據同步的二次設備可以選擇第三種規約。

4 對網絡結構的設計要點分析

對于智能化變電站而言，在網絡結構的設計過程當中，需要分別將其劃分為過程層、網絡層以及架空層，以上相關網絡均需要獨立進行相關方案的設計。其中，對于過程層網絡而言，由于其是智能化變電站與傳統意義上變電站網絡設計方案中加以區別的核心元素，需要在具體操作中加以重點關注。而現階段，基于對經濟性、合理性、可靠性等相關因素的考量，在有關站控層網絡設計方案的選取方面，建議采取星型以太網網絡作為支持。

5 結束語

結合實踐工作經驗來看，對于智能化變電站而言，智能化變電站架構設計最根本的目標就在于：建立在IEC

61850通信協議的基礎之上，構建能夠覆蓋信息采集、信息傳輸、信息處理及信息輸出在內的數字化變電站運行系統。通過此種方式，能夠有助于整個變電站技術創新目標的實現，因此，從這一角度上來說，在電氣二次設計過程當中，除需要關注對智能設備的選擇以外，還需要將有關通信公約的選擇以及網絡結構的設計作為電氣二次設計中的重要內容，并加以關注。總而言之，本文主要針對智能化變電站中，電氣二次設計的相關操作要點進行了簡要分析與說明，希望能夠引起各方工作人員的特別關注與重視。

參考文獻：

[1] 鄭光偉，張全勝，牛聚山等.蒲石河抽水蓄能電站電氣二次設計[J].水力發電，2012，38（5）：68-71.

[2]王春成，游復生，鄧小玉等.賀州變電站串聯補償工程電氣二次設計綜述[J].陜西電力，2010，38（12）：50-54.

[3]崔海鵬，韓本帥，張濤等.風力發電系統中SVG的電氣二次設計應用實例[J].科技信息，2011（25）：733-734.

[4]楊然靜.淺析北京地區城市變電站電氣二次設計模式[C].//中國建筑學會2007電氣安全技術研討會論文集，2007：71-75.