淺談智能變電站二次系統的設計與實現

摘 要：自改革開放以來，我國的科學技術得到了快速的發展，各種現代化的先進技術開始在各行各業中進行廣泛應用。隨著人們用電量的不斷增加，電力系統開始向更復雜化方向發展，其對新技術的應用也不斷增加，目前在變電站中已開始應用各種智能化自動裝置，從而為變電站實現智能化奠定基礎。本文對智能變電站進行了概述，并對智能變電站二次系統配置方案進行了分析，同時對智能變電站二次系統設計與實現進行了具體的闡述。

關鍵詞：變電站；二次系統；結構設計

1 智能變電站概述

隨著國家對智能電網的不斷建設，智能變電站開始發展起來，智能變電站是集智能化一次設備和網絡化二次設備集于一體的新型變電站，其以先進、安全的智能化設施自動完成對信息的采集和分析、控制和管理等工作，其數字化信息可以及時的進行共享，同時其通過對數據的分析、監測和控制，可以及時的為電網的決策提供科學的數據支持。智能變電站通過自動控制功能，從而使電網的工作效率得以提高，同時通過時時監測功能，可以及時的發現存在的不安全隱患，從而保證變電站各項工作的穩定、正常開展，為電網的安全、可靠運行提供科學的依據。

2 智能變電站二次系統配置方案

以數字化、網絡化和標準化為基礎的智能變電站在不斷發展過程中，其技術、工藝和運行經驗得到不斷的發展和完善，其所存在的一次智能設備及二次網絡化設備將會隨著技術的不斷提升而不斷的相互融合，最后將實現一體化。目前的技術條件下，還無法將一次智能設備與二次網絡設備很好的融合在一起，所以現在隨著以太網技術的發展，可以對二次系統進行優化配置，從而使其保護裝置得以最優化，同時實現通信負擔的最小化。

2.1 保護配置

保護配置對于智能變電站的運行是非常重要的，其保護配置主要以線保護、變壓器保護和母線保護來共同組成。其中以采樣值差動和暫態量保護來實現線路保護功能，而變壓器保護則采用了瞬時功率保護原理來進行的，無論是線保護還是變壓器保護，在實際運行中其原理都是很容易實現的，其所應用的后備保護系統具有智能決策的功能，可以將全網信息實現在線整定，所以保護過程中所需要的通信量較小，而且實現了數據的快速更新。而公布式差動和集中式母線保護二者相互結合來保護了母線主保護的實現。

2.2 計量配置

計量配置是智能變電站的又一重要部分，其通過一塊計量模塊將測量與計量功能集中于一起，通過一體化的方式很好的表現出來。同時通過計量模塊實現對預處理數據的采集和標準化工作。在傳統的誤差值分析中得出，通常誤差值的產生都源于互感器，所以在智能變電站中全采用光學互感器，其具有較高的精度，從而可能保證計量模塊對精度的要求，使現場檢驗和遠程檢驗都能得以有效的實現。計量模塊的通信性能非常好，所以通過計量模塊，使信息的互動性得以實現，大的用電客戶通過計量模塊所傳輸的信息與變電站實現了信息的互動。各類用電信息實現了時時傳遞，使用電客戶可以根據信息來安排自己的生產任務，從而以更好的經濟性來完成與電力企業的交易。同時電力企業也能根據信息實現電網的安全與資源的優化配置，計量配置對電網的運行的可靠性和安全性具有非常重要的作用。

2.3 通信配置

在當前的智能變電站中，對于通信配置的配置還沿用傳統變電站和數字變電站的標準，其標準對于當前的數據量還是可以勝任的，但是隨著電網的不斷擴展，其所需要采集的數量量也將不斷的增加，這樣就需要對通信平臺進行改造和建設，從而保證滿足傳輸帶寬及傳輸的可靠性要求。所以智能變電站建設也需要保證通信平臺的建設同步進行。

3 智能變電站二次系統設計與實現

3.1 系統構成

變電站二次系統在功能邏輯上分為站控層、間隔層和過程層。站控層由主機、操作員站、遠動通信裝置、保護故障信息子站和其他各種功能。間隔層由保護、測控、計量、錄波、相量測量等若干子系統組成。過程層由互感器、合并單元、智能終端等構成。

3.2 網絡結構

過程層網絡按照電壓等級分別組網。雙重化配置的保護及安全自動裝置應分別接入不同的過程層網絡；單套配置的保護及安全自動裝置、測控裝置宜同時接入兩套不同的過程層網絡，并采用相互獨立的數據接口控制器。

3.3 二次設備的配置原則

站控層設備的配置，以220kv變電站為例，對于以雙套配置的主機，其不僅可以作為無人值班變電站的主機，同時可以兼操作員站和工程師站，這樣就需要其所保護的信息子站的信息應與變電站實現共享，以便于信息采集的需要，在這種情況下則不能進行獨立配置。同時由于主機的雙套配置，則要求其遠動通信裝置也要進行雙套配置。

3.3.1 隔層設備測控裝置獨立配置時，應單套配置，220kv電壓等級若采用繼電保護就地安裝時，采用保護測控一體化裝置，110kv及以下電壓等級推薦采用保護測控一體化裝置。對于繼電保護裝置的配置與常規變電站配置原則一致。故障錄波及網絡分析記錄裝置，對于220kv變電站按照電壓等級分別配置，主變壓器單獨配置。110kv及以下變電站統一配置。66kv及以上獨立配置電能計量表計，計費關口滿足相應規程規范要求。在這情況下需要將裝置屏上的打印機進行取消，從而通過網絡以二次系統的工程師站進行打印機的設備，以此站來完成各數據的打印工作。

3.3.2 程層設備的配置原則，220kv-750kv除母線外，智能終端宜冗余配置。66kv及以下配電裝置采用開關柜布置時不配置智能終端。110kv及以上主變壓器本體配置單套的智能終端。智能終端分散布置于配電裝置場地智能組件柜內。

3.3.3 網絡通信設備配置原則：220kv及以上電壓等級變電站的站控層網絡交換機冗余配置，每臺交換機端口數量應滿足實際工程需要。一般采用100M電口，站控層交換機之間級聯端口采用1000M端口。交換機采用電口還是光口進行互聯，還要根據其所處的距離遠近來定，同一建筑內較近距離時則采用電口，其他情況下則宜采用光口進行連接。而在間隔層進行交換機配置時，則需要根據工程的實際規模的要求來進行，具體還要參照設備室或電壓等級等。當在過程層時，則需要按照襯際的間隔來進行交換機光纖接入數量的控制，每臺以不超過16對為宜，如果任意兩臺智能電子設備之間進行數據傳輸時，則需要以不超過四個交換機為宜。通常在常規的變電站內，間隔層和過程層之間不需要配置較多的交換機，但在智能變電站中，由于應用了網絡方式進行數據的傳輸，所以交換機是必不可少的，在間隔層和過程層之間需要配置大量的交換機，而這些交換機是保證智能變電站得以安全運行的關鍵，因為一旦有交換機發生故障，那么則會導致多個間隔的保護拒動，從而導致嚴重的事故，所以保證交換機的可靠性是非常重要的。

4 結束語

智能變電站建設作為當前智能電網建設的基礎，其不僅是智能電網建設的核心，同時也起著非常重要的支撐作用，所以針對當前智能變電站的二次系統，應以對其不斷的改進和升級為設計宗旨，從而使智能變電站的功能性得以有效的發揮出來，保證電網的安全、穩定運行。

參考文獻

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