智能化變電站中電氣二次設計關鍵點分析

李 蘭

南京國聯電力工程設計有限公司

智能化變電站中電氣二次設計關鍵點分析

李 蘭

南京國聯電力工程設計有限公司

變電站是電力系統中重要的組成部分，隨著電力系統數字化的發展，變電站也逐漸的演變為數字化結構，有效的提升了變電站的自動化，電氣二次設計在數字化變電站的建設當中扮演著相當重要的角色。文章以智能化變電站電氣二次設計作為研究對象，詳細的分析了相關的工作要點，希望能夠為以后的工作提供參考和借鑒。

智能化；變電站；電氣；二次設計；關鍵點

1 導言

我國電力行業技術和應用朝向數字化方向發展趨勢越來越迅猛，數字化變電站電氣二次設計的成果則會直接影響到整個變電站的工作，如變電站二次設備安全、穩定運行，變電站可獲得的經濟效益等。因此，變電站運行的可靠性直接受到二次設備設計質量的影響，設計人員在進行電氣二次設計時，必須要注重設計的科學性及合理性，以保證變電站可靠的運行。

2 智能化變電站的重要性及特點

2.1 重要性

隨著綜合自動化技術的不斷發展，自動化變電站將現代網絡技術與變電站自身功能進行有機結合，實現了電網信息資源的共享和對變電站運行情況的實時監控。如此一來，既能將電力通信和變電站控制系統本身高效融合，實現集通信、控制和保護于一體的功能，又可以最大限度減少電力系統本身的占地面積，為變電站電力工作人員帶來實際操作上的便利。此外，自動化變電站還能對數據實現全天候記錄和觀察。

2.2 特點

2.2.1 應用一次智能化設備，利用數字化。技術上實現一次智能設備的控制輸入與信號輸出，二次回路設計中，傳統的方法為使用繼電器和其邏輯回路，而在實現數字化后，則可利用編程軟件代替，從對裝置硬件要求轉變為對裝置的軟件要求，便于維修，同時提高了變電站的可靠性。

2.2.2 智能設備的互操作性。在數字化變電站中，多種相關的技術應用在智能設備中，比如對象建模技術、設備自描述規范等，站內統一使用61850規約，站內裝置通信協議與接口之間具備一致性，互操作性更為良好。

3 智能化變電站中的電氣二次設計

3.1 二次設計原理

計算機監控系統、元件繼電保護、一體化電源系統、智能輔助控制系統等均為電氣二次設計的對象，設計范圍比較多。電氣二次設計過程中，電子式互感器是首先要用到的智能設備，應用之后，輸出信息傳送的簡潔性與便利性顯著提升，有效的保證了設備運行的穩定性。在數字化變電站中，智能開關中增加了智能終端，實現數字化控制輸出與傳輸命令。利用相應的數字化技術處理一次設備的開關量，之后由二次設備接收處理后的信息，再進行處理后，輸出到智能終端，這個過程中，開關量信息的采集、處理及傳輸均良好的實現了數字化。

3.2 設計組屏方案

在進行組屏方案設計時，數字化變電站中智能化裝置不同時，處理方式也存在著一定的區別，而且可以設計不同的組屏設計方案，經過優化之后，選擇最優的設計方案。數字化變電站組屏設計方案中，以方便節約光電纜，合并單元智能終端一體化裝置下方就地組屏，保護測控裝置也下方組屏，屏柜就地裝置安裝于配電室，屏柜設計分別進行，此外，后臺通信管理機設置時，與常規的組屏方案并不相同，在主控室內放置監控主機、綜合服務器、遠動主機、工程師站、時間同步系統、調度數據網及二次安防設備等，保證了站內通信對時的統一性。設備并非為智能化時，組屏設計單獨進行，并相互連接各個智能化電氣設備。

3.3 繼電保護自動化設計

繼電保護是保證變電站安全運行的前提。變電站繼電保護功能不能正常發揮，變電站的穩定性將會受到極大的影響。變電站的繼電保護單元對系統的獨立、穩定運行有著保護作用，當變電站出現系統性故障時，繼保單元可以發布命令切除故障，但繼電保護單元仍然可以運行，從而保障自身所處單元的繼續穩定運行。隨著當前科技的發展，110kV的變電站應用的自動化系統更加先進，系統中增設了保護測控裝置，可對間隔層電流及電壓數據實施實時的動態檢測和信息采集，在中央處理器的配合下，能對整個間隔層進行有效地保護。因此，對變電站電氣二次設備自動化設計來說，要對二次設備的保護單元進行嚴謹考慮，完善功能，進一步維護變電站系統安全。

3.4 智能設備的選擇

在數字化變電站中，主要的智能設備包括二次設備、智能開關、電子式互感器等。其中，對于二次設備，我們選擇規約一致的數字化網絡化形式的二次設備；而對于一次斷路器、隔離開關的選擇，可使用的是智能終端與傳統開關相組合的設備；而對于一次互感器選擇，可使用的是合并單元與傳統開關相組合的設備。這也是目前國內主要使用的設備；對于互感器，也可選著電子式互感器，一般有無源電子式互感器和有源電子式互感器這兩種選擇，而我國目前大多是使用有源電子式互感器。

3.5 備自投自動化設計

在目前的變電站技術水平下，主要有兩種備自投方式：第一種是采取母聯分段供電的備自投方式，其主要思路是在分段開關斷開的狀態下，由工作電源向作業過程中的設備進行供電，兩個電源都處于備用關系狀態；第二種是采取雙進線向單母線供電的備自投方式，在此種方式下，有#1和#2兩條線路作為備用線路。4通信電源可靠性分析

傳統的通信電源接線每段母線上都有一套高頻開關電源和一組通信蓄電池。當一套高頻開關電源或一組蓄電池進行檢修時，為了保證通信設備能夠可靠的運行，可以投入分段開關，由原來的兩段母線變成一段母線運行，這時在母線上仍同時有一組通信蓄電池和一套高頻開關電源，通信設備就能夠正常的運行；當一套高頻開關電源出現問題時，通信蓄電池就對母線直接放電，對發生故障的高頻開關電源進行切除，同時也不影響通信設備的正常運行。

結束語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展，目前變電站已經基本實現了智能化，技術水平得到了不斷的提高。本文對結合變電站自動化的優點及其與二次設計之間的聯系，對變電站電氣二次設計過程中涉及的要點進行了分析與說明，希望能促進維護數字化變電站中電氣二次設計工作的順利開展。

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