智能化變電站中電氣二次設計要點分析

白棟元

【摘? 要】在現代化社會的發展中，智能化變電站應運而生，比傳統的變電站具有很多優勢，可以確保變電站運行、管理的智能化，電氣二次設計是智能化變電站中的關鍵內容，直接關系著智能化變電站運行的穩定性。因此，相關人員需要明確智能化變電站電氣二次設計要點，嚴格按照相關要求、技術規范標準進行，有效地提升智能化變電站運行的整體質量，文章主要針對智能化變電站中電氣二次設計要點進行了分析，推動電力企業的持續發展。

【關鍵詞】智能化;變電站;電氣二次設計;設計要點

引言

隨著社會經濟的快速發展，我國電力設備在不斷更新，社會各界越來越注重智能化變電站電氣二次設計工作。在智能化變電站技術的快速發展中，電氣二次設計設備的相關功能越來越強，在一定程度上滿足了復雜電力保護算法的實際應用需求，可以確保電力系統運行的穩定性，突出了明顯的技術優勢?；诖?，文章闡述了智能化變電站的相關內容，分析了智能化變電站中電氣二次設計要點及關鍵技術，提高變電站運行的整體質量。

1.智能化變電站概述

智能化變電站利用環保、可靠、集成、低碳、先進的智能化設備，將信息共享標準化、通信平臺網絡化、全站信息數字化作為基本要求，自動完成相應的信息采集、控制測量、保護和監測等基本操作，其能夠有效地彌補傳統變電站中的各項缺陷。在網絡技術、通信技術的全面發展中，傳統變電站在不斷變革，并且逐漸向智能化進行靠攏。

智能化變電站的核心優勢是增設了過程層作為結構支持，將一次電氣設備、數字化變電站依賴的通信網絡進行充分融合，在實際運行過程中變電站數字化水平得到了很大提升、發展，以此為基礎智能化變電站可以針對設備的運行功能進行有效控制，面向系統提供智能化開關裝置，在整個變電站正常運行的狀態下，在線故障診斷作業、監測作業方面具有明顯優勢。需要注意的是，針對一次設備、間隔層，智能化變電站設置相應的智能化終端裝置，利用光纖線路，實現終端與終端之間的可靠互聯，這樣能夠省略傳統變電站運行系統中的電纜進線線路連接方案，從而有效地提高整個變電站的運行可靠性與實效性。

2.智能化變電站中電氣二次設計要點

2.1智能設備的選擇

在智能化變電站電氣二次設計過程中，智能設備選擇是其中的關鍵內容，與電氣二次系統性能之間的聯系十分密切，常見的電氣二次智能設備有電子式互感器裝置、二次設備、智能開關等。在選擇智能開關的過程中，既可以選擇智能開關，又可以在傳統開關連接基礎上使用智能終端開關，其具有在線檢測、智能控制等功能，還可以針對變電站提供全面數字化的接口，智能性比較強，但維護、投入所需成本比較大。并且，在傳統開關連接基礎上使用智能終端的開關，將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比較低的，但缺少在線的監測功能，智能化的水平有限。除此之外，在選擇電子式的互感器過程中，可使用有源或者無源類型的裝置，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，借助激光有效地解決電源的穩定性問題。

2.2操作系統的電源設計

智能變電站操作系統電源在二次系統內各項設備提供電能，如控制、監測等設備，智能變電站普遍采用直流電源供電方式，一般使用蓄電池、硅整流的電容以及復試整流等直流電源類型。在進行操作系統電源的設計中，一定要注意其電源供電具有良好的穩定性以及持續性，還要具備足夠的容量，保證變電站出現故障時為設備正常的運轉提供電能。另外，蓄電池是智能變電站電氣二次系統中使用最為廣泛的直流電源類型，其主要將化學能向電能進行轉換來實現電能供應，其具有很強的電能供應獨立性，與電力系統正常運行是相互隔離的，只有系統出線故障時，才進行穩定電能的供應，但需要進行定期的充電。

2.3通信規約選擇

智能化變電站內部網絡結構主要由兩層構成，分別是站控層網絡、過程層網絡，各個網絡所需通信規約選擇具有很大差異，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，其具有互操作性相對較差，但費用投入比較低，適用于使用要求低，將以太網作為通信基礎的系統中。另外，還存在一種以IEC61850網絡為基礎通信的規約類型，其主要將網絡通信的平臺作為基礎，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，具有很好的實施性，但建設通信規約的費用高，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，對于高要求串口的通信，可以通過插值法進行同步的實現。

2.4智能監控網絡設計

在智能化變電站網絡結構設計過程中，需要分別設計架空層、網絡層、過程層，各個網絡都需要采用獨立的設計方案。在實際設計中，技術人員需要充分考慮可靠性、合理性、經濟性等因素，在選擇站控層網絡設計方案的基礎上，優先選用星型以太網網絡作為相應的支持。

3.智能化變電站中電氣二次設計關鍵技術分析

3.1測量配置

為了滿足復雜條件下智能變電站運行要求，每臺主變電站需要配置低壓側與高壓側段落測控裝置，還應該增加主變本體測控裝置，用來完成主變溫度測量以及遠程檔位控制等。在測量配置過程中，必須確保變壓器線路、電容器接地變等配置保測一體裝置，在設備整體上不需要特殊增設測控裝置，但應根據功能需求考慮增設公用測控裝置，通過該裝置測量母線電壓指標以及整個變電站的多種公用信號。

3.2故障錄波配置

故障錄波裝置可以記錄變電站運行過程中的故障情況，如短路故障、頻率崩潰、電壓崩潰等電參數指標變化，能夠對各種錄波進行分析，并詳細記錄整個故障的發生過程以及演變情況，預測任何發生故障的情況，顯示電氣量變化情況，有效地排除電氣故障。

3.3安全穩定控制系統

為了保證智能化變電站運行的穩定性，安全穩定控制系統需要充分考慮各項特殊運行風險問題，如失步解列以及低頻低壓減載等。因此，在電氣二次設計中，可以增設一套低頻低壓減載裝置，增強整個變電站運行能力，避免系統因無功功率或有功功率的缺額而造成電壓崩潰。

3.4監控系統

在設置電氣二次監控系統的過程中，需要充分考慮智能化變電站運行情況，可以配置1臺監控主機和1臺綜合服務器，該體系能夠在后臺監控整個變電站的運行情況，并識別其中的關鍵系統參數。同時，增設一臺打印機，將各種監控結果打印出來，方便工作人員識別監控內容。在操作過程中，在變電站開關柜上保測一體裝置與開關室的交換機、站控層交換機連接，且二次室內的測控、備自投以及后臺監控系統能夠在站控層交換機相連接，在與站控層交換器進行信息交互之后，能夠將其中的關鍵資料快速傳遞至后臺，使相關功能模塊能夠提取其中的有用信息，實現與遠方調度層之間的數據交換。

4.結束語

綜上所述，智能化變電站是智能電網的關鍵內容，其具有結構緊湊化、功能集成化、設備信息數字化等特點，針對二次設備及功能進行整合，提高智能化變電站運行的整體質量，保證運行維護工作量得以降低，從而推進智能變電站的建設。

參考文獻

[1]姜松.智能化變電站中電氣二次設計要點分析[J].通訊世界，2020，27（03）：136-137.

[2]曾小園.智能化變電站電氣二次設計的要點分析[J].通信電源技術，2020，37（03）：70-71.

[3]王霞，丁科.智能化變電站的二次設計要點分析[J].集成電路應用，2019，36（04）：91-92.