智能变电站二次设计过程中常态问题与优化建议

宋静 章雨健

摘要：变电站的主要作用是连接电力用户和发电网，常见的核心技术是在电网运行的过程中实现数字化控制。如今在极大程度上起到了维持电网安全运行的作用。由此可见，变电站的建设对于国家电网发展来说极其重要，这样才能更好地建设我国的智能电网。在建设智能变电站的过程中，二次变电系统是工作人员极为重视的部分，也是实现变电站智能化建设的重中之重。基于此，文章就智能变电站二次系统的设计过程中经常遇到的问题及优化建议展开论述。

关键词：智能;变电站;二次系统;常态问题

1智能变电站二次系统实践应用中优化设计的必要性分析

智能理论、智能技术及电力技术的合理使用，为变电站智能化水平提升提供了重要的技术支持，促进了智能变电站发展。实践过程中为了实现智能变电站二次系统的优化设计，需要对其优化设计必要性进行分析。智能变电站二次系统优化设计有利于实现智能变电站实践应用中的多种技术融合，增加智能变电站的技术含量。在进行智能变电站二次系统优化设计的过程中，将会对其二次设备、状态监测系统等进行优化，并实现计算机技术、电力技术等不同技术在智能变电站中的融合应用，促使其实践应用中的技术含量增加，全面提升变电站长期使用中的服务水平。

2智能变电站二次设计的问题和注意点

在智能变电站系统二次设计过程中，需要用智能终端、合并单元等各种新技术设备，对电气设备的具体运行状态进行系统地采集和控制。智能变电站二次设计应按照设计规范的要求，结合不同电压等级的变电站和平面布置，对二次回路和设备布置不断优化和改进，保证资源的利用效率和二次设计的质量。

2.1智能二次设备布置问题

不同电压等级、不同环境的变电站，变电站的建筑结构不同，电气一次进出线通道、一次设备布置以及周边环境的差异，对变电二次设备和屏柜的布置都提出了优化需求，不能照搬一些设计模板，要在设计规范的要求下，对二次合并单元、智能终端等智能设备就地下放布置到一次设备附近的位置，加强信息数据采集的共享共用，对二次电气回路进行优化，节约二次电缆，降低变电站的整体成本。

2.2智能变电站的闭锁回路设计问题

变电站的二次闭锁回路是防误操作的重要部分，正确合理的设计闭锁回路对于防止电网事故和保障人身安全具有重要作用。当前一些变电站的设备电气闭锁回路存在不规范、不完整等问题。所以在智能变电站的设计中要加强设备的电气闭锁和GOOSE信号闭锁的结合，从整体出发，考虑全面，理清各设备和信号之间的闭锁逻辑，准确画出逻辑图，选用最优化的方案。要充分考虑好闭锁的可靠性和安全性，严格按照设计规范的要求，来设计闭锁电源，确保每个回路都不存在寄生回路。

2.3重视虚拟回路的设计准确性

智能变电站设计中，对二次虚拟回路的设计，需要根据全站的保护装置、智能组件的物理连接，全站的SV/GOOSE的数据信息图，以及各设备虚端子接线表，进行设计设计全站的二次回路。针对智能化设备就地部署的要求，对二次回路的设计进行优化和简化，减少对断路器/刀闸辅助接点数量的要求，充分利用GOOSE报文，简化断路器总位置信号回路。取消控制转换开关及其相关的二次回路，降低误操作的可能性。

3变电二次设计相关优化措施

变电二次设计注重细节，强调精准无误。设计人员要在工作中避免简单套图，充分结合工程的一次布置、出线、建筑等实际情况，从二次设备布置、线缆优化、设备选择到智能系统设计，进行全面的考虑和优化，争取将变电站二次设计做到最准确、资源做到最节约、保护做到最可靠。

3.1变电站电气设备的选择

在智能變电站设计中，二次设计人员要对保护设备的配置、功能和具体参数提出准确的要求，根据保护配置规范，对变压器保护、线路保护、母线保护等保护装置的功能、接口和通信协议进行选择，对智能组件合并单元、智能终端的背板采样、控制接口以及通信模块、电源模块统筹考虑，既要满足需求，又要避免多配造成浪费。

3.2智能辅助系统的设计

变电站的智能辅助系统是实现变电站设备运行环境与安全状态24小时全天候智能化监控的重要技术手段，为后期变电站的运维提供便利。智能辅助系统一般包含环境监测、照明、消防、门禁、视频监控等系统，目前这些子系统都是分散设计，系统整合度和集成度较低，无法基于系统开发一些高级的智能应用。在大力建设泛在电力物联网的大背景下，要优化系统网络结构和实现方式，配置统一的数据服务器，各子系统的运行数据统一存储，实现系统之间的信息共享、相互协同。加强各子系统之间的联动逻辑，比如火灾报警、门禁、通风系统等之间的联动，根据告警信息自动对事故区域进行图像、视频分析。

3.3二次电源的选择

智能变电站二次设备的电源选用直流电源或者交流电源，交流电源一般为220V，一些重要的二次设备需要UPS电源供电，直流电源一般为220V、110V，通信设备的电源一般为直流48V。一些二次设备要求使用交流电源，为了确保交流负荷用电的使用安全，设计人员应当用三相电源提供电力，这样就能防止因为电压不稳定而跳转到低电压出现的失电现象。只有当变电站内的所有设备都能正常工作时，变电站二次系统才能安全可靠工作。

3.4三维设计技术的应用

信息数字技术的发展，对变电站的准确精准设计提出更高的要求。三维技术在智能变电站设计中的应用极大提高了变电工程的设计、施工以及运行的效率和效益。目前三维数字化设计主要应用在变电站土建、变电一次、变电二次等各专业的协同设计及管理流程。变电站二次的三维设计，主要是在屏柜的布置、设备的安装、电回路以及光回路的可视化、数字化设计，通过建立各间隔设备和屏柜光缆、电缆的连接关系，自动构建站控层网络。完成电缆清册、光纜清册、设备清册等，自动计算光缆、线缆的长度，大大提高设计的准确度和设计效率。此外，在变电二次设计的过程中，电缆的选择和设计也要充分的考虑二次回路，严格按照二次电缆规范，对电缆进行选型和芯线设计，充分考虑规范中规定的不同信号不可共用同一根电缆的情况。

3.5监控系统的应用

电气二次监控系统的设置应该面向整个智能变电站的运行需求，有学者在监控系统的设计上，配置了台监控主机和1台综合服务器，该体系能够在后台对整个变电站的运行情况进行监控，并识别其中的关键系统参数。同时增设一台打印机，主要功能是将各种监控结果打印出来，方便工作人员识别监控内容。在操作阶段，可以在变电站开关柜上保测一体装置与开关室的交换机、站控层交换机连接，且二次室内的测控、备自投以及后台监控系统能够在站控层交换机相连接，远东装置在与站控层交换器进行信息交互之后，能够将其中的关键资料快速传递至后台，使相关功能模块能够提取其中的有用信息，并实现与远方调度层之间的数据交换。

4结语

随着我国经济的不断发展，电在人们的生产生活中起到了越来越重要的作用。在第二次工业革命后人们认识到了电流和電磁的原理。但是如今国家电力发展越来越迅速，国家对相关方面的知识人才也越来越多。但是就我国目前的发现状况来说，我国在变电技术二次发展的过程中仍然存在着一些继续解决的问题。虽然我国的智能变电站二次系统还在建设过程中，但是随着科学技术的不断进步，我国的变电站技术必当会得到不断优化。会慢慢实现自动化进程。

参考文献：

[1]倪敬敏，何光宇等.美国智能电网评估综述[J].电力系统自动化，2010，8（04）：67-69.

[2]高翔.智能变电站技术[M].中国电力出版社，2012.

[3]周和.智能变电站的设计及其应用[D].北京：华北电力大学，2011.