智能化变电站中电气二次设计的要点分析

施莉

(河北省电力勘测设计研究院,河北 石家庄 050031)

智能化变电站中电气二次设计的要点分析

施莉

(河北省电力勘测设计研究院,河北 石家庄 050031)

信息化时代的到来,给智能化变电站的发展带来了新的机遇.研究智能化变电站中电气二次设计的要点分析这一课题也就显得非常有价值.本文首先对智能变电站所具备的优势进行了探讨,然后对智能化变电站电气二次设计要点进行了分析.

智能化变电站;电气二次设计;设计要点;信息技术;数字化设计

在科学技术发展的带动下,我国的智能化技术越来越成熟,将其合理地应用于变电站中,促使了变电站的发展向前迈进了一大步.随着人们对智能化变电站的研究力度不断加大,数字化被越来越多引入到变电站电气二次设计中.在当前科技条件下,为了保证智能化变电站的正常运行,需要确保其所组成的二次设备处于正常的工作状态.而这些二次设备是由八个部分组成的,不仅包括了测量控制、远程传动、在线检测和故障录播装置,同时还包含有继电保护、防误闭锁、电压无功控制及同期操作装置.为了维护和保证二次设备系统操作的稳定性和有效性,这八个装置都需要保证能够实现标准化.现阶段,由于智能化变电站越来越注重对数据资源的充分利用与分享,因此,变电站的智能化电气二次分析、设计工作对变电站的正常运行起着至关重要的作用.

1 智能变电站的优势

1.1 特点

在运行过程中,与以往的变电站相比较,智能化变电站的功能更加多样化和智能化.以前变电站没有的变电站监视、控制和故障录波等功能在智能化变电站中都得到了实现.数字化变电站是一种新型的变电站,它是一种兼顾有继电保护、安全装置和相关监控系统的变电站.对于传统的变电站来说,它们不仅存在着中硬件重复配置使用的缺点,同时由于信息比较独立,无法实现传递,并且成本不低,这些缺点在数字化变电站中都得到了很好的解决.

通过相应的分析我们可以得出智能化变电站的结构是quot;三层两网quot;的结构形式.这种结构形式主要是通过三层即站控、间隔和过程层,还有两网即站控层和过程层网络来实现对数字化信息的共享.它的主要优势是:成功的将智能化变电站的信息实现数字化,然后再将数字化信息通过网络来进行传递,从而来实现相关信息的共享.与传统的变电站相比,智能化变电站的特点更加明显,将这些特点总结为以下四个方面.

(1)在以前的变电站中并没有设置过程层,而智能化变电站则增加了这一设备,也就是智能化变电站通信网络中多了次电气设备,这一改变将智能化变电站数字化技术向前推进了一大步.

(2)网络化在智能化变电站间隔层设备中的成功应用,提高了信息交换的效率.

(3)智能化变电站提高了在监测和诊断两个方面的性能优势,这是由于智能化变电站中加入了很多的智能化设备,比如说电子、传感和执行器等,在这些智能化设备的控制下,保障了系统的正常运行.

(4)除了在智能化变电站间隔层设置了智能终端,同时还将智能终端设置在了一次设备上,并且使用光纤通信将这两个智能终端进行了有效的连接(而以前是通过测控柜电缆连接的).另外电气回路连接出现在测控装置与智能终端之间.

1.2 智能化变电站的优势

与以前的变电站相比,智能化变电站的主要优势就是,智能变电站比传统的变电站多了一个过程层,这一条件的实现,大大促进了变电站的数字化水平的提高.另外,智能化变电站的间隔层能够实现网络化,这一情况实现了信息交换,大大提高了信息的交换率.

2 智能化变电站电气二次设计要点

2.1 智能化变电站设备选择要点

智能化变电站中最重要的一项工作就是要选择合适的电气二次设备,比如,在对智能化变电站的智能开关和电子感应器等设备的选用,一定要非常的慎重.现如今的智能化变电站,我们经常会进行进线网格化,通过这样的操作,使电气二次设备能够有效的支撑智能化变电站的顺利运行.目前,在对智能化变电站进行电气二次设计时,对于智能开关和电子感应器的设计,主要容易出现以下几个方面的问题.

(1)对智能开关的选择,一定要在符合实际情况的基础上,来选择最合适的开关.在众多的选择当中,智能开关是最科学合理的.智能开关的使用,对于整个智能化变电站的正常运行起着至关重要的作用.因为智能开关选择的是否合适,不仅会影响到整个智能变电站的在线监测功能,同时还会严重影响到整个智能变电站的智能控制功能.另外,对于智能开关的合理运用,还能在实现数字化方面起到了很大的作用,它的使用为其提供接口,因此使智能化水平向前推进了一大步.当然,智能开关也存在一定的缺点,比如,智能开关的成本和维修费用比较高.

(2)如果在智能化变电站中使用一般的开关,虽然这种开关能够提供数字化接口,但是在线监测功能在这种情况下不能使用.

(3)在对电子互感器进行选择的时候,经常会面临着选用有源还是无源式电子式互感器的问题.目前在实际的选择过程中,更多的人喜欢选用有源式电子互感器,因为这种形式的电子互感器是通过激光的方式来实现相关匹配的,从而使得整个电源的稳定性得到了极大的提高.而无源式电子式互感器,这种形式的互感器所应用到的原理是光学传感技术,不仅需要花费非常大的成本,更为重要的是这种类型的电子式互感器的稳定性不高,所以很多人都会选择第一种类型的电子式互感器.

2.2 通信规约选择要点

一般情况下,在对智能化变电站进行电气二次设计时,所选择的通信规约也是有一定差异的.103通信规约比较适合于站控层网络,103采用传统功能设计形式,但是同时该通信规约也存在一定的缺点,比如它在操作方面没有优势,主要适用于要求和成本都相对较低的变电站系统.而IEC 61850作为另外一种通信规约的选择,在实施性方面具有比较大的优势,但是缺点就是需要的投入比较高.过程层网络规约比较适合选择第二种,原因是后者采用的是FT3帧格式,优点比较多,比如,较高的实施性能、传输延时固定等.另外还存在IEC 60044-8通信规约这种形式,对于这种形式的通信规约使用,主要是针对于对象设计进行的,从而使得所构建的智能化变电站更加的完美.不过这种类型的通信规约在使用的时候,是存在很大的局限性.比如,无法固定传输延时,稳定性比较差,并且所需要耗费的成本也很高.

2.3 网络结构设计要点

在进行网络结构设计的过程中,我们会将智能化变电站分成三个层次来进行,这三个层次分别是过程层、网络层及架空层.对于每一个层次,设计人员都需要根据其特点来进行分别设计.特别需要注意的是,对于过程层的设计,是对智能化变电站和传统变电站进行有效区分的重要组成部分,所以,我们在实际的设计过程中,要提高对它的重视.当前,当我们在选择智能化变电站站控层网络设计方案时,要综合考虑多种因素,选择成本最低、最科学合理同时也最稳定可靠的方案,其中最符合条件的就是以星型太网网络为支撑.

3 结语

在对电气二次设计的实际过程当中,在选择智能设备上我们需要重视,除此之外,在对智能化变电站进行电气二次设计的时候,还需要充分重视对通信公约及网络结构的选择和设计.经济的发展和科学技术的进步为了智能变电站的发展提供了基础,在进行智能化变电站的电气二次设计时,为了保证设计的质量和水平,设计人员首先要熟悉并掌握到电气二次设计的要点,还要充分做好设计质量的控制措施和预防措施.只有这样才能设计出优势突出的作品,才能为智能化变电站的发展提供保障.

[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).

[2]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,2013(31).

[3]王春成,游复生,邓小玉,蔡田田.贺州变电站串联补偿工程电气二次设计综述[J].陕西电力,2010(12).

[4]崔海鹏,张涛,韩本帅等.风力发电系统中SVG电气二次设计应用实例[J].科技信息,2011(25).

[5]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).

[6]杨然静.浅析北京地区城市变电站电气二次设计模式[C].中国建筑学会2007电气安全技术研讨会论文集,2007:71-75.

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