智能化变电站中电气二次设计要点分析

白栋元

【摘  要】在现代化社会的发展中，智能化变电站应运而生，比传统的变电站具有很多优势，可以确保变电站运行、管理的智能化，电气二次设计是智能化变电站中的关键内容，直接关系着智能化变电站运行的稳定性。因此，相关人员需要明确智能化变电站电气二次设计要点，严格按照相关要求、技术规范标准进行，有效地提升智能化变电站运行的整体质量，文章主要针对智能化变电站中电气二次设计要点进行了分析，推动电力企业的持续发展。

【关键词】智能化;变电站;电气二次设计;设计要点

引言

随着社会经济的快速发展，我国电力设备在不断更新，社会各界越来越注重智能化变电站电气二次设计工作。在智能化变电站技术的快速发展中，电气二次设计设备的相关功能越来越强，在一定程度上满足了复杂电力保护算法的實际应用需求，可以确保电力系统运行的稳定性，突出了明显的技术优势。基于此，文章阐述了智能化变电站的相关内容，分析了智能化变电站中电气二次设计要点及关键技术，提高变电站运行的整体质量。

1.智能化变电站概述

智能化变电站利用环保、可靠、集成、低碳、先进的智能化设备，将信息共享标准化、通信平台网络化、全站信息数字化作为基本要求，自动完成相应的信息采集、控制测量、保护和监测等基本操作，其能够有效地弥补传统变电站中的各项缺陷。在网络技术、通信技术的全面发展中，传统变电站在不断变革，并且逐渐向智能化进行靠拢。

智能化变电站的核心优势是增设了过程层作为结构支持，将一次电气设备、数字化变电站依赖的通信网络进行充分融合，在实际运行过程中变电站数字化水平得到了很大提升、发展，以此为基础智能化变电站可以针对设备的运行功能进行有效控制，面向系统提供智能化开关装置，在整个变电站正常运行的状态下，在线故障诊断作业、监测作业方面具有明显优势。需要注意的是，针对一次设备、间隔层，智能化变电站设置相应的智能化终端装置，利用光纤线路，实现终端与终端之间的可靠互联，这样能够省略传统变电站运行系统中的电缆进线线路连接方案，从而有效地提高整个变电站的运行可靠性与实效性。

2.智能化变电站中电气二次设计要点

2.1智能设备的选择

在智能化变电站电气二次设计过程中，智能设备选择是其中的关键内容，与电气二次系统性能之间的联系十分密切，常见的电气二次智能设备有电子式互感器装置、二次设备、智能开关等。在选择智能开关的过程中，既可以选择智能开关，又可以在传统开关连接基础上使用智能终端开关，其具有在线检测、智能控制等功能，还可以针对变电站提供全面数字化的接口，智能性比较强，但维护、投入所需成本比较大。并且，在传统开关连接基础上使用智能终端的开关，将智能的终端和其进行连接，来提供数字化的接口，其维护和投入成本开支比较低的，但缺少在线的监测功能，智能化的水平有限。除此之外，在选择电子式的互感器过程中，可使用有源或者无源类型的装置，有源互感器是一种具备低功率的线圈类型电磁式的互感器类型，通过将电源和电子电路进行匹配，借助激光有效地解决电源的稳定性问题。

2.2操作系统的电源设计

智能变电站操作系统电源在二次系统内各项设备提供电能，如控制、监测等设备，智能变电站普遍采用直流电源供电方式，一般使用蓄电池、硅整流的电容以及复试整流等直流电源类型。在进行操作系统电源的设计中，一定要注意其电源供电具有良好的稳定性以及持续性，还要具备足够的容量，保证变电站出现故障时为设备正常的运转提供电能。另外，蓄电池是智能变电站电气二次系统中使用最为广泛的直流电源类型，其主要将化学能向电能进行转换来实现电能供应，其具有很强的电能供应独立性，与电力系统正常运行是相互隔离的，只有系统出线故障时，才进行稳定电能的供应，但需要进行定期的充电。

2.3通信规约选择

智能化变电站内部网络结构主要由两层构成，分别是站控层网络、过程层网络，各个网络所需通信规约选择具有很大差异，在站控层的网络中，可以使用103通信的规约，这种通信规约主要是一种传统的功能设计类型，其具有互操作性相对较差，但费用投入比较低，适用于使用要求低，将以太网作为通信基础的系统中。另外，还存在一种以IEC61850网络为基础通信的规约类型，其主要将网络通信的平台作为基础，针对对象进行变电站的系统设计，其是进行智能化变电站设计的有效平台形式，具有很好的实施性，但建设通信规约的费用高，在过程层的网络规约选择中，由于这种网络规约形式是FT3帧的格式，对于高要求串口的通信，可以通过插值法进行同步的实现。

2.4智能监控网络设计

在智能化变电站网络结构设计过程中，需要分别设计架空层、网络层、过程层，各个网络都需要采用独立的设计方案。在实际设计中，技术人员需要充分考虑可靠性、合理性、经济性等因素，在选择站控层网络设计方案的基础上，优先选用星型以太网网络作为相应的支持。

3.智能化变电站中电气二次设计关键技术分析

3.1测量配置

为了满足复杂条件下智能变电站运行要求，每台主变电站需要配置低压侧与高压侧段落测控装置，还应该增加主变本体测控装置，用来完成主变温度测量以及远程档位控制等。在测量配置过程中，必须确保变压器线路、电容器接地变等配置保测一体装置，在设备整体上不需要特殊增设测控装置，但应根据功能需求考虑增设公用测控装置，通过该装置测量母线电压指标以及整个变电站的多种公用信号。

3.2故障录波配置

故障录波装置可以记录变电站运行过程中的故障情况，如短路故障、频率崩溃、电压崩溃等电参数指标变化，能够对各种录波进行分析，并详细记录整个故障的发生过程以及演变情况，预测任何发生故障的情况，显示电气量变化情况，有效地排除电气故障。

3.3安全稳定控制系统

为了保证智能化变电站运行的稳定性，安全稳定控制系统需要充分考虑各项特殊运行风险问题，如失步解列以及低频低压减载等。因此，在电气二次设计中，可以增设一套低频低压减载装置，增强整个变电站运行能力，避免系统因无功功率或有功功率的缺额而造成电压崩溃。

3.4监控系统

在设置电气二次监控系统的过程中，需要充分考虑智能化变电站运行情况，可以配置1台监控主机和1台综合服务器，该体系能够在后台监控整个变电站的运行情况，并识别其中的关键系统参数。同时，增设一台打印机，将各种监控结果打印出来，方便工作人员识别监控内容。在操作过程中，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，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，实现与远方调度层之间的数据交换。

4.结束语

综上所述，智能化变电站是智能电网的关键内容，其具有结构紧凑化、功能集成化、设备信息数字化等特点，针对二次设备及功能进行整合，提高智能化变电站运行的整体质量，保证运行维护工作量得以降低，从而推进智能变电站的建设。

参考文献

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