試論智能變電站的電氣二次設(shè)計(jì)

申秘蔓

摘 要 隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)智能電站的數(shù)量在不斷的增多，其采用先進(jìn)的技術(shù)、可靠環(huán)保的智能設(shè)備，具有信息自動(dòng)采集、自動(dòng)控制、自動(dòng)保護(hù)等功能，且可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)。在智能變電站中，電氣二次設(shè)計(jì)十分重要，其與變電站的整體質(zhì)量有直接關(guān)系，本文主要就智能變電站的電氣二次設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的闡述和分析。

關(guān)鍵詞 智能變電站 電氣二次設(shè)計(jì) 數(shù)字化

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力的需求在不斷增多，為了滿足人們的用電需求，電力行業(yè)在不斷發(fā)展和進(jìn)步。在智能化、自動(dòng)化的發(fā)展背景下，智能變電站應(yīng)運(yùn)而生，與傳統(tǒng)的變電站相比，該變電站的運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全，其新增了過(guò)程層，優(yōu)化了整體電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并將通信網(wǎng)絡(luò)和一次電氣設(shè)備結(jié)合在一起，進(jìn)而促進(jìn)了變電站智能水平的大幅度提升。但是，一次系統(tǒng)已經(jīng)轉(zhuǎn)無(wú)法滿足現(xiàn)代人的用電需求，需要加強(qiáng)電氣二次設(shè)計(jì)，更進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，使電力行業(yè)健康快速的發(fā)展。

一、智能變電站的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）智能變電站的簡(jiǎn)介

智能變電站主要由兩個(gè)部分組成，一部分是智能高壓設(shè)備，另一部分是統(tǒng)一信息平臺(tái)。前者包括變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、電子式互感器等設(shè)備。利用光線網(wǎng)絡(luò)將智能變壓器連接在控制系統(tǒng)之中，進(jìn)而實(shí)時(shí)獲取變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)。如果變壓器的運(yùn)行方式出現(xiàn)變化，設(shè)備則會(huì)根據(jù)具體的變化情況，主要包括電壓和功率的變化，決定分接頭是否需要調(diào)節(jié)[1]。如果設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，其會(huì)自動(dòng)報(bào)警并且進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。不僅可以降低管理成本，還能減少故障隱患，大幅提升了變壓器的可靠性。智能高壓開(kāi)關(guān)具有很高的應(yīng)用性能，匹配了相應(yīng)的傳感器和執(zhí)行器，不僅具有監(jiān)測(cè)的功能，還具備診斷的功能。電子式互感器即純光線互感器，其可以克服傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)。統(tǒng)一信息平臺(tái)具有信息功能項(xiàng)和縱向信息標(biāo)準(zhǔn)化的功能，能夠使信息系統(tǒng)更加統(tǒng)一、透明。

（二）智能變電站的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

智能變電站主要有三方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：第一，其具有低碳環(huán)保的效果。智能變電站不再采用傳統(tǒng)的電纜接線，而是應(yīng)用光纖電纜，電子設(shè)備中的電子元件普遍具有高集成、低耗能的特點(diǎn)。不僅如此，智能電站還淘汰了傳統(tǒng)的充油式互感器，采用現(xiàn)代化的電子式互感器。其從設(shè)備、接線方式等多個(gè)方面入手，全面降低了變電站的能耗；第二，具有較好的交互性。根據(jù)智能變電站的工作需求，交互性是必不可少的應(yīng)用性能。在電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，為了更加安全準(zhǔn)確的向電網(wǎng)進(jìn)行信息回饋，智能變電站不僅要具備數(shù)據(jù)采集和分析的功能，還要具備數(shù)據(jù)分享、系統(tǒng)互動(dòng)的功能，使其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加安全可靠[2]；第三，其具有較強(qiáng)的可靠性?，F(xiàn)代用戶要求用電的安全性和可靠性，智能電站不僅滿足客戶需求，還提升了電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。因?yàn)樽冸娬鞠到y(tǒng)具有整體性的特點(diǎn)，所以每個(gè)設(shè)備、設(shè)施都需要具備可靠、高效的特點(diǎn)，為了確保設(shè)備的安全運(yùn)行，電站需要具有檢測(cè)故障、管理故障的功能，在故障發(fā)生時(shí)可以及時(shí)快速的做出反應(yīng)，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期處于安全、穩(wěn)定的狀態(tài)下。

二、智能變電站中的二次設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)組屏方案

智能變電站主要二次設(shè)備、智能開(kāi)關(guān)、智能互感器等設(shè)備。二次設(shè)備需要選擇具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)的二次設(shè)備。隔離開(kāi)關(guān)可以選擇智能與傳統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)備。一次互感器可以選擇合并單元結(jié)合傳統(tǒng)互感器的設(shè)備。在二次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要明確設(shè)計(jì)對(duì)象，主要包括元件繼電保護(hù)、智能輔助控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等等，設(shè)計(jì)內(nèi)容較多、范圍較廣。在智能變電站中，電氣二次設(shè)計(jì)可以采用電子互感器與合并單元結(jié)合、常規(guī)以此設(shè)備與智能終端結(jié)合的模式，通過(guò)轉(zhuǎn)換模擬量和數(shù)字量，利用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使控制輸出達(dá)到數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)，確保傳輸命令能夠順利的進(jìn)入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而滿足遙控信息、網(wǎng)絡(luò)采集、保護(hù)直采直跳的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)提升信息傳輸?shù)暮?jiǎn)潔性與快捷性，從而保障設(shè)備穩(wěn)定安全的運(yùn)行。

在設(shè)計(jì)組屏方案時(shí)，如果變電站中采用不同種類的智能裝置，那么處理方式也各有不同?？梢葬槍?duì)設(shè)備的種類設(shè)計(jì)相應(yīng)的組屏方案，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析和優(yōu)化改良，選出最佳方案。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要堅(jiān)持節(jié)約電纜的原則，可以將就地組屏放置在智能終端一體化裝置下方，還需要安裝超過(guò)110kV和35kV/10kV的保護(hù)測(cè)控裝置，前者集中組屏，后者就地下放[3]。此外，在設(shè)置后臺(tái)通信管理機(jī)時(shí)，要采用獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案，將監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、時(shí)間同步系統(tǒng)等安裝在主控室內(nèi)，從而統(tǒng)一站內(nèi)通信。

（二）繼電保護(hù)和備自投自動(dòng)化設(shè)計(jì)

要確保變電站的安全運(yùn)行，必須要加強(qiáng)繼電保護(hù)啊。如果繼電保護(hù)無(wú)法發(fā)揮效用，則變電站會(huì)出現(xiàn)許多安全隱患。所以，要加強(qiáng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，機(jī)電單元應(yīng)該具備發(fā)布命令并且切除故障的功能，同時(shí)確保繼電保護(hù)電源需要繼續(xù)運(yùn)作，確保故障危害控制在最小范圍內(nèi)，使系統(tǒng)能夠即使在出現(xiàn)故障的情況下也能保持一部分的正常運(yùn)行。隨著科技發(fā)展，110kV變電站的自動(dòng)化水平在不斷提升，在系統(tǒng)中安裝保護(hù)測(cè)控裝置，實(shí)時(shí)采集各層電流和電壓的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，全面有效的保護(hù)一次設(shè)備和線路，采用直采直跳的保護(hù)方式，具有很好的保護(hù)效果。所以，在電氣二次設(shè)備自動(dòng)化設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)保護(hù)單元的功能性進(jìn)行考慮，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

從當(dāng)前的技術(shù)水平來(lái)看，備自投方式主要有兩種，一種是母聯(lián)分段供電的方式，另一種是雙進(jìn)線向單母線供電的方式。前者如果分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電源也可以為作業(yè)設(shè)備供電，兩個(gè)電源彼此互為備用關(guān)系。后者應(yīng)用了兩種備用線路，一種是#1，另一種是#2。不論是哪一種能夠方案，都可以直采直跳或直采網(wǎng)跳，具體的應(yīng)用可以根據(jù)實(shí)際需求決定。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了更進(jìn)一步提升智能變電站的運(yùn)作質(zhì)量和效率，需要加強(qiáng)變電站的電氣二次設(shè)計(jì)，強(qiáng)化變電站的數(shù)字化、自動(dòng)化水平。智能變電站本身就具有穩(wěn)定、安全、節(jié)能的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分發(fā)揮智能變電站的優(yōu)勢(shì)，并針對(duì)設(shè)計(jì)中存在的不足進(jìn)行完善和優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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[2]廖建輝.淺論智能變電站的電氣二次設(shè)計(jì)策略實(shí)踐思考探究[J].數(shù)字通信世界，2018，167（11）：61+261.

[3]劉江龍.智能變電站工程中的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019，407（09）：179- 181.