智能变电站二次设计要点分析

1引言

智能化变电站是新时期环境发展的产物，其和传统的变电站相比具有诸多的优势，有效地实现了运行和管理的智能化发展，电气二次是智能化变电站中的重点内容，其对智能化变电站的稳定运行具有重要的影响，因此，这就需要相关人员全面掌握智能化变电站中电气二次设计的要点，严格按照要求标准和技术规范进行设计，才能够保证智能化变电站运行的质量。

2智能变电站

智能化变电站是指变电站内信息的收集、整理、分析、传递和输出等过程，都是由智能设备和技术支持的基础上实现的。变电站内的设备具有一定的智能化特征，且其变电站中的智能化设备需要具备自我状态的检测、修复和诊断功能。智能化变电站具有显著的特征，设备与职能智能化、信息通信网络化、运行管理自动化、信息通信模型和协议标准规范化等。智能变电站主要有站控层、间隔层和过程层等三层次，其和传统变电站的结构相比，增加了过程层，其过程层主要是把一次电气的设备纳入智能化通信信息网络的体系中，从而有效对变电站信息互动传递与共享性进行了提升，促进了变电站信息化、高效的运行。智能化变电站的电气二次设备有可视性操控的体系，其能够有效把设备运行的监控、分析、诊断和处理等实现结合，且智能化变电站电气二次设备间的数据连接是光缆，已经不需要通过测控柜中电缆进行信号的传输，这就有效地实现了数据信息传输速度的提升，也对传输损失与干扰进行了降低，从而提高设备操控准确性[1]。

3电气二次设计的要点

3.1智能设备的选择

在智能化变电站的电气二次设计中，智能设备的选择十分重要，其直接决定了电气二次系统的性能，电气二次智能设备主要有电子式的互感器装置、二次设备以及智能开关等。在智能开关的选择中，可选择智能开关，也可在传统的开关连接基础上使用智能终端的开关，智能开关具有在线检测的功能与智能控制的功能等，其还可以对变电站提供全面数字化的接口，具有十分强的智能性，但是对其维护和投入的成本开支则是比较大的。在传统开关连接基础上使用智能终端的开关，也就是把智能的终端和其进行连接，来提供数字化的接口，其维护和投入成本开支是比较低的，但缺少在线的监测功能，智能化的水平有限。在电子式的互感器选择中，可使用有源或者无源类型的装置，其中有源互感器是一种具备低功率的线圈类型电磁式的互感器类型，通过将电源和电子电路进行匹配，进而借助激光来对电源的稳定性问题进行有效解决[2]。

3.2操作系统的电源设计

智能变电站操作系统的电源主要是进行二次系统内各类设备的电能提供，例如，控制、监测等设备。在智能变电站内一般采取直流电源的供电方式，目前一般使用蓄电池、硅整流的电容以及复试整流等直流电源类型。在进行操作系统电源的设计中，一定要注意其电源供电具有良好的稳定性以及持续性，且还要具备足够的容量，保证变电站出线故障时亦能够为设备正常的运转提供电能。另外其还要具备不错的年限使用性能。蓄电池是智能变电站电气二次系统中使用最为广泛的直流电源类型，其主要是把化学能向电能进行转换来实现电能供应，其具有很强的电能供应独立性，和其电力系统正常运行是相互隔离的，只有系统出线故障时，才进行稳定电能的供应，其具有不错的供电效果，但需要进行定期的充电。

3.3通信规约选择

智能化变电站的内部网络结构一般分成两层，分别是站控层的网络以及过程层的网络，其不同的网络所需要通信规约的选择也具有不同性。在站控层的网络中，可以使用103通信的规约，这种通信规约主要是一种传统的功能设计类型，尽管其具有互操作性比较差的劣势，但是在费用的投入是比较低的，可以使用在要求比较低，以及将以太网作为通信基础的系统中使用。另外，还存在一种以IEC61850网络为基础通信的规约类型，其主要是在网络通信的平台作为基础，进行针对对象进行变电站的系统设计，其是进行智能化变电站设计的有效平台形式，具有非常不错的实施性，但是这种形式具有建设通信规约的费用高特点，在过程层的网络规约选择中，由于这种网络规约形式是FT3帧的格式，其具有实施性好以及传输延时比较固定等优点，就可以选择这种网络规约形式，对于那些高要求串口的通信，则可以通过插值法进行同步的实现[3-5]。

3.4智能监控网络设计

在智能化变电站的网络结构中，其一般可以分成过程层、架空层以及网络层等三层次，在这三层次中都需要进行网络方案独立设计。在进行智能化电源网络监控设备系统建设中，就可以把变电站中各子电源具有的监控系统进行有效的整合，构建一个一体化监控的网络体系，来实现电气二次的设备监视。这种集中式一体化的电源监控信息网络体系，是一种通过总线进行连接的形式，来把各电气设备的电源智能监控相关模块和监控的设备直接连接，其能够有效节约设备的成本，却对其监控设备处理能力具有很高的要求。另外，还能够借助分布式设计的理念，于总线基础上来对电源监控的模块都进行一定监控设备的设计，进而借助智能化的网络端口来对监控设备实现有效的控制，从而完成一体化的监控效果，此设计方案能够有效对监控设备负荷以及系统处理的负荷实现降低，但其则需要大量电气二次的设备，这也就一定程度的造成电气二次相关设备的投资以及维护成本增加[6]。

3.5组屏方案和端子排图设计

智能化变电站组屏的方案和常规变电站组屏的方案具有不同性，智能化变电站组屏的方案功能更加齐全，且还具有简单易懂的特点，其将具有不一样等级电压的一体化电气装置进行分别的组屏，并把单独组屏进行有效合并，将变电站层远程控制的主机，以及监控主机和工程师站的设备都放于主控室，对于非IEC61850的智能设备则要进行单独的组屏，并设置相应通信的管理机，实现非IEC61850智能设备转换后进行对时统一管理。在端子排图的设计中，智能化变电站是把一次与二次间端子排列的设计进行了取消，并对多余控制的回路进行了优化，实现对二次设计的简化，有效降低故障事故的发生，对电气系统运行的安全可靠性进行了提高。

4结语

电气二次系统是智能化变电站中的重要组成部分，合理的电气二次系统设计能够有效提升智能变电站运行质量和效率，这就需要相关人员掌握电气二次设计要点，规范设计流程和技术，这也是电力行业发展中需要重点研究的内容。

参考文献：

[1]钟澎.智能化变电站中电气二次设计要点研究[J].中国高新技术企业,2014(33):31-32.

[2]章学明.变电站的发展方向及二次设计要点分析[J].电力与能源,2015,36(06):794-796.

[3]施莉.智能化变电站中电气二次设计的要点分析[J].中国设备工程,2017(22):135-136.

[4]张艳,郝润科,陈鑫丽.数字化变电站数据采集器的设计[J].电子技术应用,2014,40(04):77-79+83.

[5]黎文安.基于现场总线的变电站监测监控的设计与实现[J].电子技术应用,2000(09):36-37.

[6]李建武.智能化变电站中电气二次设计要点分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013(11):285-286.

作者:王霞 丁科 单位:陕西省地方电力设计有限公司