智能變電站電氣二次系統優化設計探析

陳星 董康

摘要：智能變電站電氣二次系統的復雜程度比較高，其主要作用是負責變電站內各種電氣設備的控制和調節。通過查閱大量的資料，對智能變電站電氣二次系統進行合理的優化設計，以保障智能變電站電氣二次系統的設計質量。

關鍵詞：智能變電站;電氣二次;設計

一、智能變電站的特點和重要作用

和傳統的變電站相比較，智能變電站具有的功能更多，它是集監控系統、繼電保護、安全裝置為一體的變電站。而且還可使重復配置硬件的浪費資源的問題得到有效的改善，達到有效傳遞信息和信息傳遞成本降低的目的。在合理的分析智能變電站的結構后可知，其主要是由間隔層、站控層和過程層，及利用站控層網和過程層網促使信息實現傳輸和共享的三層兩網結構。該結構可保證數據信息共享和傳輸的基礎上，對變電站電氣設備的運行做到實時監控。和傳統的變電站相比，這種結構具有突出的優勢，通過網絡傳遞信息，對數字化信息的共享和傳輸起到有效的促進作用，其優勢主要包括：第一，網絡技術在智能變電站間隔層設備中的有效應用，可較大程度的為信息傳輸和共享的效率的提升提供指導;第二，智能變電站中設置的過程層，加上變電站設置的通信網絡電氣設備，對提高智能變電站的數字化水平起到較大的促進作用;第三，智能化變電站能對電氣設備進行實時診斷和監控，具有特別明顯的性能特征，同時智能系統還能對其中電子執行器和傳感設備的良好運行統計進行控制;第四，智能終端在智能變電站間隔層的安裝，可把光纖與其智能終端有效的連接在一起，使智能終端可以發揮其有效的監測智能變電站運行的電氣回路情況的目的[1]。

二、火災自動報警系統

在智能變電站站區位置，都需要設置微機型火災自動報警系統，其主要作用是與電站建立監控通信，如果發生火災，則可以及時將火災信號傳遞至計算機監控系統中。在火災自動報警系統監控方面，采用集中報警控制方式，其主要作用是對變電站內的所有設備實行火災檢測，如果發生火災，則還需要負責自動報警，并控制消防聯動。在站區采用區域報警監控方式，同時還需要注意設置報警設備，如果發生火災，則應該立即將火災信號傳遞至計算機監控系統中。

三、自動控制方式及范圍

一是控制管理方式。本電站擬采用1套全計算機監控設備對全站所有機電設備進行集中監控，運行方式按“無人值班”（少人值守）考慮。二是自動監視控制范圍。變電站內及附屬系統設備監控、實時數據監視用電系統設備監控、主變壓器監控、全站公用及輔助系統設備監控以及220kV開關站設備監控。

四、繼電保護及安全自動裝置

在該智能變電站建設中，對于所有保護設備，都采用微機型。為了確保發電機、主變壓器保護裝置的正常運行，應該提升其抗干擾能力，并要求具備良好的自檢功能和自恢復功能，同時還能夠與計算機監控系統實現通信。根據發電機、主變壓器等主設備分別組屏。對于變壓器及全站供配電系統等的繼電保護裝置，分別采用微機型測控保護綜合裝置，安裝在相應的高壓開關柜上，測控保護綜合裝置采用I/0和數字通信兩種接口方式與計算機監控系統的公用LCU聯接。

五、二次接線

含測量系統、同期系統、開關操作及閉鎖、信號系統、電流電壓互感器配置、電流電壓互感器配置等內容。六、控制保護電源

在該智能變電站建設中，秉持無人值班或者盡量少人值班的原則，因此，變壓器保護、220kV線路保護均按雙套配置，重要的控制回路也考慮了必要的冗余，故要求控制保護電源必須安全可靠且也應按冗余進行配置。在變電站控制方面，可以采用兩套閥控式密封鉛酸蓄電池作為電源，蓄電池直流220V，蓄電池容量初步估算為400Ah，蓄電池只數為104只，單體蓄電池浮充電壓為2.23V。站區220V直流系統充電浮充電裝置選用一套微機型高頻開關電源裝置，并選擇IOA的充電模塊，并采用單母線分段接線形式。本電站設備所需的交流控制操作電源取自廠用電380/220V系統。計算機監控系統上位機及網絡設備設置有獨立的電源裝置（UPS）[2]。

七、合理選擇變電站二次設備

智能變電站二次設備的選擇是變電站正常運行的重要先決條件，因此應該慎重的對待其電子感應器或其他開關裝置的選擇，如果選擇了具有較差性能的感應器，設備運作的自動化水平等會受到影響，而智能變電站普遍存在進線網格化的現象，對電氣二次設備的運轉和變電站的運行提供了有效依據。在智能變電站電氣二次設計過程中，因為受許多客觀因素的制約，電氣二次設計可能會有以下問題出現：第一，智能開關。在選擇智能開關的過程中，因為智能開關對智能變電站的運行起著決定性的作用，還具有在線監測功能等還影響著智能變電站的控制和在線監測功能，所以應該基于對智能變電站具體情況充分了解和掌握的基礎上合理選擇。另外不同智能開關配置不同接口，所以在建設智能變電站時應該注意智能開關及二次設備的匹配情況可促進變電站的發展更加層次化和智能化。但需要注意，和常規開關相比智能開關具有較高的成本，因此應該視情況分析;第二，如果智能變電站使用的開關的常規類型的，應該設置數字化接口，但是無法實現在線監測功能;第三，選擇電子互感器時，如果選擇的互感器是源式的，為保證電源更加穩定，還需要匹配激光方式。而無源式電子互感器的實現主要是對光學傳感技術的有效應用，但其穩定性不足，而且會耗費較多成本，因此一般情況下選擇較少。

參考文獻：

[1]黃鑫，鄭維明，曾錚，王育學，莊小河，謝志杰.智能變電站二次設備檢驗前期準備工作優化方案探討[J]電工技術，2018（09）：126-128+130.

[2]苗俊杰智能變電站二次系統高可視化全景調測平臺的設計[J].現代電子技術，2018， 41（09）： 170-174+178.

[3]黃毅，智能變電站保護裝置自動測試系統研究與設計[J].電工技術，2018（15）：59-60+63.

[4]萬濤，張媛媛，楊棟，劉婭智能變電站五防閉鎖功能模型標準化設計及實現[J].價值工程，2018，37（25）：143-145

[5]張永峰，宋興華.機架式二次設備預制艙在模塊化智能變電站中的應用[J].中國科技信息，2018（13）：34-36.