智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量研究

呂巍

摘要：電力事業(yè)關(guān)乎社會(huì)民生，在社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展背景下，電力事業(yè)呈現(xiàn)良好發(fā)展前景。變電站作為電力系統(tǒng)中重要組成部分，越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)和工藝應(yīng)用其中，促使變電站逐漸智能化發(fā)展，可以有效提升變電站運(yùn)行效率。但是，由于種種客觀因素影響，可能影響到變電站正常運(yùn)行，所以加強(qiáng)電氣二次設(shè)計(jì)顯得十分關(guān)鍵，提升電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量，提供電力系統(tǒng)供電質(zhì)量和可靠性。本文就智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，尋求合理對(duì)策來(lái)提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，以求推動(dòng)智能變電站建設(shè)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能變電站；電氣設(shè)計(jì)；二次設(shè)計(jì)；信息技術(shù)

變電站是電力系統(tǒng)中重要組成部分，隨著智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能變電站逐漸取得了良好的建設(shè)成果。智能變電站建設(shè)中，數(shù)字化技術(shù)逐漸引入到電氣二次設(shè)計(jì)中，二次設(shè)備是否能夠安全運(yùn)行，直接關(guān)乎到智能變電站的運(yùn)行效率和供電質(zhì)量。而二次設(shè)備的構(gòu)成部分較多，其中包括遠(yuǎn)程傳動(dòng)、測(cè)量控制、在線監(jiān)測(cè)和故障錄波裝置等等，為了確保二次設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量控制，滿足標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)需要。由此，加強(qiáng)智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量研究，把握技術(shù)要點(diǎn)，可以為后續(xù)工作開(kāi)展提供支持。

1 智能變電站優(yōu)勢(shì)

特點(diǎn)：在智能變電站運(yùn)行，較之傳統(tǒng)變電站而言，智能化變電站的功能較為多樣。以往變電站并未實(shí)現(xiàn)故障錄波和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能，而新時(shí)期智能化變電站則滿足了這一要求，充分集合了安全裝置、繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)的變電站。相較于傳統(tǒng)變電站而言，可以改善硬件重復(fù)配置的資源浪費(fèi)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞，降低信息傳遞成本[1]。

通過(guò)對(duì)智能變電站結(jié)構(gòu)分析可以發(fā)現(xiàn)，三層兩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的高度共享和傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站電氣設(shè)備運(yùn)行情況。三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的三層包括站控層、間隔層和過(guò)程層，兩網(wǎng)即通過(guò)站控層和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的高度共享和傳輸。此種結(jié)構(gòu)較之傳統(tǒng)的變電站而言優(yōu)勢(shì)較為突出，有助于信息數(shù)字化傳輸和共享，將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞，其特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）智能變電站間隔層設(shè)備中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息傳輸和共享效率大大提升。

（2）智能變電站中設(shè)置過(guò)程層，變電站通信網(wǎng)絡(luò)增加了電氣設(shè)備，促使智能變電站數(shù)字化水平得到極大進(jìn)步。

（3）智能化變電站可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和診斷電氣設(shè)備，性能優(yōu)勢(shì)較為突出，尤其是其中的傳感設(shè)備和電子執(zhí)行器，在智能系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下運(yùn)行。

（4）智能化變電站間隔層中安設(shè)智能終端，可以通過(guò)光纖將智能終端連接在一起，智能終端在一次設(shè)備上，監(jiān)測(cè)智能變電站電氣回路運(yùn)行情況[2]。

由此可以看出智能化變電站的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)十分鮮明，相較于傳統(tǒng)的變電站而言，增設(shè)一個(gè)過(guò)程層，這樣可以有效提升變電站的數(shù)字化水平。此外，智能化變電站間隔層可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，信息交換效率更高，滿足變電站管理和控制需要。

2 智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 智能化變電站設(shè)備選擇

電氣二次設(shè)備的選擇是智能化變電站中一項(xiàng)十分重要的工作，直接影響到變電站的正常運(yùn)行。諸如，關(guān)于智能化變電站電子感應(yīng)器或是其他開(kāi)關(guān)裝置選擇，需要十分慎重，感應(yīng)器如果性能較差，可能導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)作，自動(dòng)化水平下降。而當(dāng)前的智能化變電站，進(jìn)線網(wǎng)格化是一種普遍現(xiàn)象，可以為電氣二次設(shè)備提供智能化支撐，確保智能化變電站正常運(yùn)行[3]。在當(dāng)前的智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中，由于客觀因素影響可能導(dǎo)致電氣二次設(shè)計(jì)中出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

其一，智能開(kāi)關(guān)。對(duì)于智能開(kāi)關(guān)的選擇，需要充分掌握和了解智能化變電站實(shí)際情況基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇，智能開(kāi)關(guān)是決定智能化變電站正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在，除了智能化變電站的控制功能以外，還會(huì)影響到變電站在線監(jiān)測(cè)功能的正常使用。此外，智能開(kāi)關(guān)合理運(yùn)用，有助于提供合適接口，提升變電站的智能化水平，朝著更高層次發(fā)展。但同時(shí)，智能開(kāi)關(guān)的成本相較于常規(guī)開(kāi)關(guān)要更高一些，所以需要結(jié)合實(shí)際情況綜合考量。

其二，智能化變電站如果選擇常規(guī)開(kāi)關(guān)，盡管可以提供數(shù)字化接口，但是在線監(jiān)測(cè)功能卻無(wú)法正常使用[4]。

其三，電子互感器選擇中，無(wú)源式電子互感器問(wèn)題十分嚴(yán)峻，如果選擇了源式電子互感器，則需要通過(guò)激光方式進(jìn)行匹配，可以大大提升電源穩(wěn)定性。無(wú)源式電子互感器，主要?jiǎng)t是通過(guò)光學(xué)傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)，耗費(fèi)的成本較高，加之穩(wěn)定性偏低，所以很少會(huì)選擇無(wú)源式電子互感器。

2.2 通信規(guī)約選擇要點(diǎn)

通常情況下，智能化變電站電氣二次設(shè)備設(shè)計(jì)中，通信規(guī)約存在明顯的差異。103通信規(guī)約主要適用于站控層網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式局限性較大，操作方面優(yōu)勢(shì)不高，更多的是應(yīng)用在要求較低的變電站系統(tǒng)中。IEC 61850則是另一種通信規(guī)約，相較于103規(guī)約而言優(yōu)勢(shì)更為突出，可以滿足智能化變電站需求，但是需要花費(fèi)較高的成本。過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約適合選擇IEC 61850規(guī)約，主要是由于FT3幀格式，實(shí)施性能和傳輸延時(shí)固定較為突出。此外，還有IEC 600448通信規(guī)約，這種通信規(guī)約針對(duì)性較強(qiáng)，有助于智能化變電站朝著更高層次發(fā)展，但是穩(wěn)定性較差，成本高。

2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)實(shí)際情況將智能化變電站劃分為三個(gè)層次，包括過(guò)程層、網(wǎng)絡(luò)層和架空層，各個(gè)層次需要結(jié)合實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。過(guò)程層的設(shè)計(jì)，可以用于區(qū)分傳統(tǒng)變電站和智能化變電站，故此，在智能化變電站站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，綜合考慮多種影響因素，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，以此來(lái)滿足智能化變電站建設(shè)需求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)中，由于二次設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了確保二次設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況加強(qiáng)電氣二次設(shè)計(jì)質(zhì)量控制，選擇合理的智能化電氣設(shè)備和通信規(guī)約，推動(dòng)智能化變電站建設(shè)和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：[1]楊利.110kV智能化變電站的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（22）：106.

[2]施莉.智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017，26（22）：135136.

[3]李洪勤.裝配式智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)方案研究標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2017，11（02）：142.

[4]張麗麗.500kV智能變電站一次設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2016.