智能变电站电气二次系统优化设计探析

汪珏

摘要：现阶段，我国电力行业不断改革，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;电气二次系统设计;研究

前沿

智能变电站的广泛应用，给我国的电力企业提供了良好的发展基础，智能变电站电气二次系统应用以及优化，不仅可以确保电力企业的服务保持在很好的水平之上，还可以有效地促进我国电力工程的运行稳定性，在一定程度上也减少了运营的成本，为电力企业增加了经济效益。因此，对智能变电站的应用，要充分的结合智能变电站电气二次系统的结构与特点，了解其应用过程中的实际情况，从多方面入手，对智能变电站电气二次系统进行优化，确保将电气二次系统进行优化之后的智能变电站能够达到我国电力工程规定的运行标准。另外，还要对在智能变电站电气二次系统优化之后的实际运行效果进行一定的评价，确保电气二次系统在应用中能够发挥其真正的价值，并且使其潜在的价值得以充分发挥。

1 智能变电站电气二次系统结构及特点

从智能变电站电气二次系统的结构来分析，智能变电站电气二次系统主要是由监控设备、数据运行计算设备、电流电压波动数据录波设备、自动化智能运行设备、智能化管理与终端调试设备等组合而成。如果其中的一组设备出现了问题，那么整个系统的运行都会受到影响，智能变电站的运行可靠性就会出现大幅度的下降，甚至会威胁到电力网络的正常供电。当前，智能变电站的二次系统优化主要是采用光电互感器进行优化，利用光电互感器进行优化时可以实现电力系统各项信息的共享，同时，还可以使变电站的二次系统运行得到有效的优化。也就是说，当前的智能变电站电气二次系统的优化主要是以智能化为核心，这也使智能变电站电气二次系统在运行过程中出现了一些固有的特点。比如说：第一，智能变电站电气二次系统以及各种设备的运行都是依靠数字化技术来完成的，对于各种数据的收集和整理等工作也是通过动态的管理方式，提高了数据收集和整理的效率。第二，智能变电站的二次系统运行是建立在网络控制下，传统的一次系统控制模式逐渐的被数字化和网络化取代。采用网络化的管理方式，既可以有效的提升智能变电站的运行效率，加强智能变电站在运行中的安全性，又可以有效的降低运行成本、提高运行效益。第三，智能变电站的二次系统得到优化之后可以使信息共享，变电站运行过程中的各种信息可以互换，降低了系统的操作难度，也使智能变电站电气二次系统的运行更加的符合电力工程的规定标准，为电力企业创造了更大的经济效益。

2 智能变电站电气二次系统优化设计探析

2.1 网络结构优化

三层两网结构属于最为常见的智能变电站网络结构，但这种结构存在牵涉范围广、数据流量大、故障时影响广等特点，多套测控、保护和安全自动装置均会受到广泛应用，同时产生的近万条（最多时）告警信号也会对运维工作带来严重影响，保护拒动越级跳闸风险也可能因中心交换机故障出现。此外，由于采样环节与出口环节分别增加合并单元、智能终端，智能站保护的整体动作延时会因此增加7～10ms，保护可靠性和速动性因此大幅降低，供电可靠性和电网安全性均会因此受到较为负面影响。基于上述问题，需设法优化传统智能变电站的网络结构，由此将研究对象智能变电站采用三层两网结构更换为两层一网网络结构，优化后变电站结构由间隔兼过程层与站控层组成，并采用一体化高速通信网络一层网络。基于一体化设计的站控层与业务平台可实现设备优化集成，具体设计需结合本期及远期规模设计。站控层需配置综合应用服务器1台、监控主机2台（兼操作员站）、Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机1台;间隔层采用模块化设计，在间隔层保护测控装置中集成智能终端、合并单元;二次设备不采用B码及SNTP对时协议，时间同步协议选择IEE1588，并配合GOOSE、SV、MMS共网传输。设计不划分安全Ⅰ、Ⅱ区，Ⅰ、Ⅱ区划分采用交换机VLAN技术实现，全站设置变电站一体化高速通信网络一层网络，GOOSE、SV、MMS、1588报文共网共口传输，共配置交换机4台，一层网接入间隔兼过程层、站控层设备。通过设备集成优化，网络层次得以实现纵向简化，二次设备数量大幅减少，交叉互联横向大幅减少，数据集中和共享得以更好实现。在多功能模块化集成的二次设备设计支持下，中间环节大幅减少，故障率可最终实现有效降低，研究對象智能变电站在优化网络结构后实现10.5万元的总投资节省，优化设计的经济性可见一斑。

2.2 辅助性智能系统方面的优化

（1）对辅助系统中所包含分系统的结构进行优化，并设定具体的优化目标，实现各分系统之间的资源共享。（2）加强辅助系统中照明系统、消防系统等不同子系统的实时工况分析，选择智能程度高的设备完善子系统功能，最大达到智能变电站运行时辅助系统中各分系统之间的功能联动，提高作业人员的实际工作效率。（3）注重辅助系统中视频录像与红外热相判断功能优化，确保系统功能完善性，并降低智能变电站运行成本。

2.3 光缆应用方案优化

由于智能变电站采用传统的光缆熔接方式，因此原光缆应用方案存在现场作业工作量大、隐患问题出现几率大、易受高温环境影响、机械应力强度不高、对操作人员的技术要求较高、施工危险性较大等特点。基于传统光缆熔接方式存在的不足，本文建议优化光缆联接方案，以此降低施工难度、提高联结可靠性、缩短施工周期，因此最终智能变电站采用免熔接光纤配线架配合预制光缆进行施工。优化后在户外智能终端柜与对应的室内屏柜内安装免熔接光纤配线架，为方便布线，采用前进前出式，右侧、左侧分别为预制光缆与屏内尾纤的接口。优化后的光缆应用方案具备防腐性能好、防尘抗干扰性强、外表美观、施工操作安全且方便等优势，模块化设计也能够有效节约安装时间。优化光缆应用方案后，研究对象智能变电站施工得以节省大量工时，且全寿命周期内可实现7.05万元的成本节约，优化设计的实用性由此得到证明。

结束语

总而言之，智能变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解智能变电站电气二次设计的系统结构特点，充分发挥智能技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。

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