智能變電站二次系統優化策略

張一博

【摘 ?要】隨著信息技術與計算機技術取得飛速的進步，我國數字化設備方面的研制工作也得到了迅猛發展，這對智能變電站的發展進步帶來了很大程度地改善和技術支撐。伴隨智能變電站技術愈發成熟和完備，不斷對智能變電站在信息化、智能化以及自動化等方面的水平進行逐步提升依然是今后發展的主要趨勢。對此，該文就智能變電站實現二次系統優化進行一定的分析，對其中的自動化系統、狀態監測系統、二次設備以及智能輔助系統進行優化設備，并且加以簡要分析，以期對我國的智能變電站建設有所借鑒與參考作用。

【關鍵詞】智能變電站;二次系統;優化設計

1 智能變電站中的二次系統進行優化設計概述

近年來電力技術發展愈發的快速，變電站智能化與信息化能力得到了顯著提升。2010年我國便開始進行智能變電站方面的試點建設，說明我國智能變電站已經發展到了全新的方向。其中智能變電技術也逐漸實現了向新領域的發展，它的發展和數字式互感器、計算機技術以及信息技術的支撐有著很大關聯，智能變電站建設將會對傳統變電技術實現徹底變革，在很大程度上提升我國變電站的集成化、智能化與自動化。對智能變電站中的二次系統實現優化設計，則是在電力科技不斷發展的背景下，對智能變電站帶來的全新需求，主要是要對變電站信息化加以逐漸地提升。通常而言，目前進行二次系統優化設計的主要工作內容有自動化系統網路、二次設備、智能輔助系統和狀態監測系統等優化設計。

2 智能變電站進行二次系統的優化設計主要內容

2.1 對自動化系統進行網絡優化

從以往的數字化變電站逐漸發展成今天的智能變電站，其中自動化系統采用的核心內容始終為IEC61850標準體系，該體系所設定的變電站中的自動化系統采取分層分布形式的結構，在邏輯上將其劃分成站控層、間隔層與過程層。目前我國變電站所采用的組網方式大體上有如下三種方式，即站控層和間隔層采用以太網加SV總線加GOOSE總線加B碼對時、站控層和間隔層采用以太網加SV點對點加GOOSE總線加B碼對時、站控層和間隔層采用以太網加SV和GOOSE共網加IEEE 1588對時，再加之保護直采直跳。在進行自動化網絡實現優化時應該從網絡結構和交換機配置入手，對網絡結構優化方面而言，可以采用如下方案，采取三層兩網的模式，對站控層和間隔層的MMS網采取雙星型結構，將GOOSE網與SV網實現合并，并且和IEC 61588信息實現共網傳輸。對220 kV電網設置星形雙網，而110 kV中的主變進線以外單元設置成單個星形網絡，并對其中的測控裝置實現跨接雙網配置。對于交換機配置而言，可以將220 kV交換機按照單間隔進行配置，而110 kV交換機則按照雙間隔進行配置，并與組屏方式相互對應，同時對交換機具有的光口數量進行優化。采取V-LAN方式實現流量控制，確保網絡可靠性與快速性，為了解決變電站中無法有效監控網絡運行狀態的現象，將硬接點與基于V-LAN管理方面的交換機進行結合，這樣能夠保證不增加資金的基礎上實現對交換機設備的運行狀態監視。

2.2 對二次設備進行功能整合和配置優化

對智能變電站中的二次設備實現功能整合與配置優化所要達到的目標主要是提升變電站信息共享能力，進一步使其對一次相關設備的監控能力更強，使智能變電站能夠實現一體化和信息平臺的網絡化，所以對二次設備進行功能整合和配置優化已經成為智能變電站建設今后的必然發展趨勢。這項工作應該從如下幾方面入手。

其一，站控層中的監控主機實現將工程師站、高級功能、操作員站以及保護和故障信息子站等所具有的功能進行集成，取消以往專門設置的計算機五防系統、保護和故障信息子站、備用電源自動投入裝置以及低頻低壓降負荷裝置等，所有的功能都由變電站中的自動化系統獨自具備。

其二，110 kV線路、220 kV線路及母聯采取保護和監控功能集成裝置，通過整合之后，能夠減少主柜與交換機數量以及裝置投資，并對網絡結構實現一定的簡化，有效地減輕運維工作量和節省建筑面積。

其三，優化變電站使用的電源，對其中的自動切換裝置進行優化，對具有相對較高交流供電穩定性的設備進行電源末端ATS的安裝，保證能夠進行自動切換，不再對變電站使用主變低壓側存在的自動切換裝置進行設置，這樣可以使回路更加簡單和可靠，而且防止多重ATS出現時限失配導致重復動作，并減少大量的設備投資。

其四，將故障濾波和網絡分析儀進行科學整合，故障濾波與網絡分析儀具有非常相似的運行原理，均通過對故障設備中的電磁設備作為主要的依據進行分析，最終得到故障原因，所以能夠將它們實現整合，使兩個設備能實現優勢互補，并且能夠有效地降低設備投資[6]。

2.3 對狀態監測系統進行配置優化

對于狀態監測系統而言，對其實現優化能夠更好的保證對一次設備進行實時監測時的效果，對此應該從如下幾點實施優化。

一方面，將狀態監測系統和輔助系統主機實現整合，使其成為一個綜合型的服務器，利用安全隔離裝置使其和變電站中的自動化系統進行連接，從而能夠通過監測系統與可見光及紅外線設備的實時連接，利用其擁有的足夠靈敏性，實現對設備運行狀態進行及時與精準地判定。

另一方面，對于主變壓器方面的狀態監測通常是對其中的油溫、油中氣體、微水以及鐵芯電流等實現監測。DGA作為一項光譜分析技術，能夠對多數故障和缺陷加以很好地反映，而且能夠進行在線監測，不用對設備進行停電監測，擁有很好的技術和經濟價值，超過四成的主變故障均是利用DGA得到及時發現的。通過對各類DGA監測原理進行分析對比，最終推薦選取燃料電池法作為基礎原理的DGA監測方法，該監測方法中變壓器油溫能夠對主變過熱和絕緣老化等現象進行及時反應，為了使其始終成為重點監測對象，建議在主變壓器上、下兩端均進行油溫監測。

3 結語

計算機技術、網絡技術、信息技術以及光電技術等先進技術的發展對推動電力系統實現自動化、智能化、信息化等帶來了應有的技術支撐，為電力系統智能化、自動控制技術和繼電保護等帶來了全新的改變，也導致保護、通信、監控、計量、遠動、測量等眾多專業領域間存在的界限不斷地消失。通過對智能變電站進行建設，致使以往存在清晰界限的電氣一次、電氣二次專業愈發模糊，設計作為工程建設的基礎內容，對整個工程有著最為直接的影響，通過對智能變電站中的二次系統進行優化設計，對于我國電網發展有著很好地促進作用，并為推動智能電網的建設和持續發展提供了良好地保障。

參考文獻：

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[3] 婁悅，秦華，孫純軍.220kV西涇智能變電站二次系統的設計[J].華東電力，2011，5（5）：732-736.

[4] 紀陵，裘愉濤，仇群輝，等.智能變電站二次系統綜合仿真培訓平臺設計和研制[J].浙江電力，2014，12（12）：30-34.

（作者單位：國網山西省電力公司檢修公司）