探究智能化變電站中電氣二次設計的要點

莫小鳳

摘要：隨著科技的進步，電力行業中智能變電站的建設發展迅速，提高了電力運行的效率和質量。電氣二次設計對智能變電運行有著重要影響，需要不斷改進工程設計，提升設計水平，來提高變電站的運能能力。

關鍵詞：智能化;變電站;電氣二次設計

引言

現階段我國電力設備快速發展，基于智能變電站中的電氣二次設計問題已經得到越來越多人的關注。從目前相關技術的發展情況來看，電氣二次設計中相關設備的功能逐漸增強，不僅滿足復雜電力保護算法的應用要求，也能進一步提高電力系統運行的穩定性，具有顯著技術優勢。

1智能變電站電氣二次設計的原則

從電網系統運行的角度來看，電氣二次設計是保障變電站系統運行的關鍵，不僅能夠增強電力系統的繼電保護能力，也能保障用電質量，在當前智能化、數字化快速發展的情況下，變電站電氣二次設計應該充分遵守以下原則：①整個電氣二次設計應該遵照《智能變電站繼電保護技術標準》以及《變電站用設計技術規范》的相關內容，并注意保證技術先進性;②滿足智能變電站的技術應用要求，能夠實現站控層、監控層等關鍵設備之間的信息轉換要求，且能夠實現相關設備之間的快速處理要求，最終實現更緊密的配合;③滿足智能變電站數據監測的需求，具有數據顯示、數據存儲等信息編輯能力，各項監測數據可以通過專用網絡上傳到上位機平臺上;④設備及其配備布置的合理性。同時從功能上來看，電氣二次設計應該考慮智能變電站的未來運行需求，與傳統變電站相比，智能變電站增設了過程層作為結構支持，并在電力輸送期間，能夠實現通信網絡與電氣設備的充分融合，最終提高了整個變電站的技術水平，并且間隔層中所涉及的電氣設備能夠基本實現網絡化，使大量數字信息可以海子街進入到站控層交換機中，避免了傳統工作模式下網絡結構方案下接口裝置的運行步驟，所以整個系統的運行效率更高。而為了滿足這一功能，在電氣二次涉及期間必須要從在線監測、標準協議上進行突破，這是適應智能化變電站輸電功能的關鍵保障。

2智能變電站電氣二次設計的要點

2.1智能設備的選擇

在智能化變電站的電氣二次設計中，智能設備的選擇十分重要，其直接決定了電氣二次系統的性能，電氣二次智能設備主要有電子式的互感器裝置、二次設備以及智能開關等。在智能開關的選擇中，可選擇智能開關，也可在傳統的開關連接基礎上使用智能終端的開關，智能開關具有在線檢測的功能與智能控制的功能等，其還可以對變電站提供全面數字化的接口，具有十分強的智能性，但是對其維護和投入的成本開支則是比較大的。在傳統開關連接基礎上使用智能終端的開關，也就是把智能的終端和其進行連接，來提供數字化的接口，其維護和投入成本開支是比較低的，但缺少在線的監測功能，智能化的水平有限。在電子式的互感器選擇中，可使用有源或者無源類型的裝置，其中有源互感器是一種具備低功率的線圈類型電磁式的互感器類型，通過將電源和電子電路進行匹配，進而借助激光來對電源的穩定性問題進行有效解決。

2.2優化智能設備網絡系統

要想確保電氣二次設備正產運行還需要優化智能設備網絡系統，通過通訊光纜提高通訊信息信號的噪聲比，提高了信息傳輸效果。如果獨立設置數據線路保護形式，減少輻射信號影響則需注意，信號噪音不可降低至0，信號輸送功率也不會無線增加。所以，工作人員還應結合變電站設備運行效果選擇適合的方案，保證信息傳輸率處于臨界參數。此外，創建MMS、GOOSE、SNTP網絡模式也是一種有效方法，按照100M雙網結構形式從而實現穩定運行，達到雙網雙工運營與SNTP同步機制以及SV、GOOSE對報文的共網傳輸，采取網絡跳閘并行模式。

2.3通信規約選擇

智能化變電站的內部網絡結構一般分成兩層，分別是站控層的網絡以及過程層的網絡，其不同的網絡所需要通信規約的選擇也具有不同性。在站控層的網絡中，可以使用103通信的規約，這種通信規約主要是一種傳統的功能設計類型，盡管其具有互操作性比較差的劣勢，但是在費用的投入是比較低的，可以使用在要求比較低，以及將以太網作為通信基礎的系統中使用。另外，還存在一種以IEC61850網絡為基礎通信的規約類型，其主要是在網絡通信的平臺作為基礎，進行針對對象進行變電站的系統設計，其是進行智能化變電站設計的有效平臺形式，具有非常不錯的實施性，但是這種形式具有建設通信規約的費用高特點，在過程層的網絡規約選擇中，由于這種網絡規約形式是FT3幀的格式，其具有實施性好以及傳輸延時比較固定等優點，就可以選擇這種網絡規約形式，對于那些高要求串口的通信，則可以通過插值法進行同步的實現[

2.4保護配置

在變電站中每臺主變配置2臺變壓器保護裝置（采用主后合一的模式）以及1臺變壓器本體保護狀態;在高壓側與低壓側可以分別設置一個操作箱，該操作箱的主要功能是完成分合高低壓側斷路器。變壓器的保護裝置采用了主后合一的模式，采用后備保護與差動保護相結合的模式，其中差動保護和瓦斯保護作為主保護，差動保護和重瓦斯保護動作瞬時跳開變壓器兩側斷路器，同時跳開內橋側斷路器;而在高壓側后備保護中，普遍采用了間隙過流保護與復合電壓閉鎖過流保護的方法，通過對各種保護方法的整定，能夠根據不同的系統操作要求實現主變保護，并根據不同的時限跳開保護[2]。而變壓器本體保護功能則包含輕重瓦斯、油溫異常以及壓力釋放等保護功能，其中在發生異常數據之后將會將其中的異常數據通知運行人員。內橋斷路器內配置一臺分段保護以及備自投裝置，能完成橋開關的保護與備自投功能，期間橋開關過流保護動作出口，跳開條開關。

2.5控制保護電源

在220kV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110V，蓄電池容量初步估算為500Ah，蓄電池只數為54只，單體蓄電池浮充電壓為2V。站區110V直流系統充電浮充電裝置選用2套微機型高頻開關電源裝置，并選擇20A的充電模塊，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）。

結語

綜合分析，電氣二次設計時不僅要做好智能設備控制，還需做好通訊公約、網絡結構設計。只有這樣才能保證智能變電站電氣二次設計有效性，保證系統運行穩定與質量。此外，對工作人員也有嚴格要求，工作人員必須要抓住電氣二次設計要點與質量管理，進而設計出高質優秀智能化變電站二次設備，推動智能化變電站進步發展。

參考文獻

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