智能变电站电气二次系统优化设计探析

陈星 董康

摘要：智能变电站电气二次系统的复杂程度比较高，其主要作用是负责变电站内各种电气设备的控制和调节。通过查阅大量的资料，对智能变电站电气二次系统进行合理的优化设计，以保障智能变电站电气二次系统的设计质量。

关键词：智能变电站;电气二次;设计

一、智能变电站的特点和重要作用

和传统的变电站相比较，智能变电站具有的功能更多，它是集监控系统、继电保护、安全装置为一体的变电站。而且还可使重复配置硬件的浪费资源的问题得到有效的改善，达到有效传递信息和信息传递成本降低的目的。在合理的分析智能变电站的结构后可知，其主要是由间隔层、站控层和过程层，及利用站控层网和过程层网促使信息实现传输和共享的三层两网结构。该结构可保证数据信息共享和传输的基础上，对变电站电气设备的运行做到实时监控。和传统的变电站相比，这种结构具有突出的优势，通过网络传递信息，对数字化信息的共享和传输起到有效的促进作用，其优势主要包括：第一，网络技术在智能变电站间隔层设备中的有效应用，可较大程度的为信息传输和共享的效率的提升提供指导;第二，智能变电站中设置的过程层，加上变电站设置的通信网络电气设备，对提高智能变电站的数字化水平起到较大的促进作用;第三，智能化变电站能对电气设备进行实时诊断和监控，具有特别明显的性能特征，同时智能系统还能对其中电子执行器和传感设备的良好运行统计进行控制;第四，智能终端在智能变电站间隔层的安装，可把光纤与其智能终端有效的连接在一起，使智能终端可以发挥其有效的监测智能变电站运行的电气回路情况的目的[1]。

二、火灾自动报警系统

在智能变电站站区位置，都需要设置微机型火灾自动报警系统，其主要作用是与电站建立监控通信，如果发生火灾，则可以及时将火灾信号传递至计算机监控系统中。在火灾自动报警系统监控方面，采用集中报警控制方式，其主要作用是对变电站内的所有设备实行火灾检测，如果发生火灾，则还需要负责自动报警，并控制消防联动。在站区采用区域报警监控方式，同时还需要注意设置报警设备，如果发生火灾，则应该立即将火灾信号传递至计算机监控系统中。

三、自动控制方式及范围

一是控制管理方式。本电站拟采用1套全计算机监控设备对全站所有机电设备进行集中监控，运行方式按“无人值班”（少人值守）考虑。二是自动监视控制范围。变电站内及附属系统设备监控、实时数据监视用电系统设备监控、主变压器监控、全站公用及辅助系统设备监控以及220kV开关站设备监控。

四、继电保护及安全自动装置

在该智能变电站建设中，对于所有保护设备，都采用微机型。为了确保发电机、主变压器保护装置的正常运行，应该提升其抗干扰能力，并要求具备良好的自检功能和自恢复功能，同时还能够与计算机监控系统实现通信。根据发电机、主变压器等主设备分别组屏。对于变压器及全站供配电系统等的继电保护装置，分别采用微机型测控保护综合装置，安装在相应的高压开关柜上，测控保护综合装置采用I/0和数字通信两种接口方式与计算机监控系统的公用LCU联接。

五、二次接线

含测量系统、同期系统、开关操作及闭锁、信号系统、电流电压互感器配置、电流电压互感器配置等内容。六、控制保护电源

在该智能变电站建设中，秉持无人值班或者尽量少人值班的原则，因此，变压器保护、220kV线路保护均按双套配置，重要的控制回路也考虑了必要的冗余，故要求控制保护电源必须安全可靠且也应按冗余进行配置。在变电站控制方面，可以采用两套阀控式密封铅酸蓄电池作为电源，蓄电池直流220V，蓄电池容量初步估算为400Ah，蓄电池只数为104只，单体蓄电池浮充电压为2.23V。站区220V直流系统充电浮充电装置选用一套微机型高频开关电源装置，并选择IOA的充电模块，并采用单母线分段接线形式。本电站设备所需的交流控制操作电源取自厂用电380/220V系统。计算机监控系统上位机及网络设备设置有独立的电源装置（UPS）[2]。

七、合理选择变电站二次设备

智能变电站二次设备的选择是变电站正常运行的重要先决条件，因此应该慎重的对待其电子感应器或其他开关装置的选择，如果选择了具有较差性能的感应器，设备运作的自动化水平等会受到影响，而智能变电站普遍存在进线网格化的现象，对电气二次设备的运转和变电站的运行提供了有效依据。在智能变电站电气二次设计过程中，因为受许多客观因素的制约，电气二次设计可能会有以下问题出现：第一，智能开关。在选择智能开关的过程中，因为智能开关对智能变电站的运行起着决定性的作用，还具有在线监测功能等还影响着智能变电站的控制和在线监测功能，所以应该基于对智能变电站具体情况充分了解和掌握的基础上合理选择。另外不同智能开关配置不同接口，所以在建設智能变电站时应该注意智能开关及二次设备的匹配情况可促进变电站的发展更加层次化和智能化。但需要注意，和常规开关相比智能开关具有较高的成本，因此应该视情况分析;第二，如果智能变电站使用的开关的常规类型的，应该设置数字化接口，但是无法实现在线监测功能;第三，选择电子互感器时，如果选择的互感器是源式的，为保证电源更加稳定，还需要匹配激光方式。而无源式电子互感器的实现主要是对光学传感技术的有效应用，但其稳定性不足，而且会耗费较多成本，因此一般情况下选择较少。

参考文献：

[1]黄鑫，郑维明，曾铮，王育学，庄小河，谢志杰.智能变电站二次设备检验前期准备工作优化方案探讨[J]电工技术，2018（09）：126-128+130.

[2]苗俊杰智能变电站二次系统高可视化全景调测平台的设计[J].现代电子技术，2018， 41（09）： 170-174+178.

[3]黄毅，智能变电站保护装置自动测试系统研究与设计[J].电工技术，2018（15）：59-60+63.

[4]万涛，张媛媛，杨栋，刘娅智能变电站五防闭锁功能模型标准化设计及实现[J].价值工程，2018，37（25）：143-145

[5]张永峰，宋兴华.机架式二次设备预制舱在模块化智能变电站中的应用[J].中国科技信息，2018（13）：34-36.