關于智能變電站的二次設備整合優化探討

李永軍

摘 要：在現代社會發展中，社會用電量急劇增長，在為電力企業帶來廣闊發展空間的同時，在一定程度上加劇了電力市場的競爭。基于此，電力企業為了能夠占據更大的市場份額，提升市場競爭優勢，應用大量先進技術和設備，推動智能變電站二次設備整合優化，有助于解決變電站故障問題，優化網絡配置，提升供電安全和供電質量。本文就智能變電站的二次設備整合優化進行分析，結合實際情況，客觀闡述整合優化要點，尋求合理應對措施。

關鍵詞：智能變電站；二次設備；整合優化

智能變電站中集合了眾多先進技術和設備，主要以集成、先進、節能和環保原則構建，在網絡通信平臺基礎上實現信息資源的大范圍傳輸，自動化信息收集、測量、控制和監測等功能，還可以結合電網運行要求自動化控制和調節，自動決策和互動等。與此同時，由于智能變電站中集合了先進電子裝置和通信網絡，為系統二次設備整合帶來了深遠的影響。基于此，需要對智能變電站設備運行情況進一步分析基礎上，制定二次設備整合優化方案，提升變電站智能化建設水平。由此看來，加強智能變電站二次設備整合優化研究很有必要，有助于提升我國智能變電站的自動化水平，推動電力行業發展。

一、二次設備整合方案

智能變電站在二次設備整合優化中，通過合并單元和智能終端實現。在二次設備整合中，根據國家相關規定，主要包括以下幾個方面：

（一）根據間隔和功能整合

二次設備按間隔按功能整合，主要是強調對本間隔內的設備提供防護整合。在常規的變電站工程中應用較為廣泛，經過不斷創新逐漸取得了可觀的成效。如，主保護集成后備保護，220kV母線保護集成斷路器失靈判據。智能變電站信息傳輸主要是借助網絡實現，可以有效改善常規硬接線存在的問題，促使二次設備按間隔按功能可以得到有效拓展和創新。

在相關規定中，除了斷路器保護集成短引線保護和線路保護集成過電壓保護方式以外，還配備了其他的保護方式，不再具備按間隔按功能整合的空間資源。

（二）按間隔整合

按間隔整合和優化二次設備，主要是強調對本間隔內的保護和測控裝置整合優化。此種方案實際應用效果較為突出，以其獨特的優勢被廣泛應用在常規的變電站中。較之常規的變電站數據傳輸而言，以網絡傳輸方式代替傳統的硬接線數據傳輸方式，數據傳輸效率更高[1]。

（三）按功能整合

按功能橫向整合方式在國外應用較為廣泛，但是在我國應用還處于初級階段。此種整合優化方式在實際應用中，要求裝置故障對相配套間隔設備帶來影響，在一定程度上降低設備運行的安全性和可靠性。

二、智能變電站的二次設備整合優化

（一）合并單元和智能終端的整合

智能變電站二次設備智能化接口主要是通過合并單元和智能終端等組件實現。合并單元主要通過時間相關組合來整合二次轉換器的電流數據，主要可以分為點對點接口和組網接口兩種[2]。智能終端和一次設備通過電纜線路連接在一起，同時與二次設備光纖連接，可以對斷路器、主變壓器和刀閘等裝置測量和保護。

在科技的不斷創新和發展下，電子互感器技術以其獨特熱的優勢，被廣泛應用在電力系統中，經過不斷完善和創新，取得了較為可觀的成效。但是由于種種不良因素的影響，由電子互感器成件統一提供合并單元和電子互感器裝置，智能終端則是由保護成件提供。由于設備裝置是不同分別提供，所以無法實現智能終端與合并單元的整合功能，后續使用電子式互感器時通過兩種過程層裝置硬件整合實現。需要注意的是，由于電子式互感器在智能變電站中應用經驗較為薄弱，所以在智能變電站中更多的是以常規互感器為優先使用，通過合并單元與智能終端一體化設計方案，優化過程層的集合設計，可以有效降低過程層裝置數量，獲得更加充足的整合空間，降低投入資本，帶來更大的經濟效益[3]。

合并單元和智能電子終端結合的智能組件，主要是吸收和借鑒國外先進的技術，從技術吸收到自主生產，經過不斷的努力和創新，已經生產出較為成熟的產品，促使廠家具備短時間內整合智能終端與合并單元組件的能力。

（二）故障錄波和網絡報文分析的整合

就故障錄波和網絡報文分析裝置來看，可以實時記錄報文信息。結合國家電網設計要求，如果是根據電壓等級配置的故障錄波裝置，避免單獨配置主變壓器故障錄波裝置，35kV以下的部分則可以使用多合一裝置實現故障錄波。通過故障錄波網絡記錄分析裝置，可以在線記錄和存儲原始報文信息。故障錄波和網絡分析一體化可以實時記錄報文信息，故障擾動的啟動、動態變化信息，建立統一的模型，實現樣點數據的采集和關聯搜索功能。同時，借助大規模的FPGA并行處理技術，可以實現系統的數據采集和解碼能力，對報文異常情況在線監控，統計流量數據。可以說，故障錄波和網絡分析一體化方案的出現，可以有效改善動態和暫態報文記錄問題，對網絡配置方案進一步優化和創新，降低電纜鋪設量，可以在智能變電站建設和發展中大力推廣、應用[4]。

（三）保護裝置和測控裝置的整合

在500kV測控裝置的整合方面，大多數是選擇3/2接線方式，根據實際情況，大致可以將其分為三個方案。其一，較之常規變電站而言，采用獨立的裝置方式，不采用測控裝置與保護裝置合一的方式，每串配備三臺測控單元，對應三臺斷路器。此種方式更適合應用在常規變電站整合優化中，二次設備功能十分單一，所以對于智能化變電站的作用不大。

三、結論

綜上所述，在變電站二次設備整合優化中，應該選擇合理有效的措施，對智能變電站設備運行情況進一步分析基礎上，制定二次設備整合優化方案，引進前沿的技術和設備，促進智能變電站改革升級。

參考文獻：

[1]楊然靜，劉滿圓，金文博.新一代220kV智能變電站二次設備優化集成方案[J].電氣應用，2013，23（S1）：522529.

[2]王鑫，焦新敬，劉嘯宇，劉躍文.110kV標準配送式智能變電站二次設備優化方案[J].山東電力技術，2015，31（10）：7071.

[3]陳波.500kV智能變電站二次系統的優化整合方案研究[J].機電信息，2012，22（18）：12.

[4]陳波.500kV變電站二次系統智能化設計關鍵問題研究[D].上海交通大學，2012.