摘要：随着科学技术的发展，我们进入了信息时代，电力行业在信息技术的促进下获得较快发展，智能变电站就是一个显著的体现。智能化变电站的建设具有一定的复杂性，其中电气二次设计是一个重要的环节。电气二次设计需要对变电站多种智能设备进行配置，满足设计需求，保障智能化变电站各项功能更好的发挥。本文主要分析智能化变电站的特点，探讨智能化变电站中电气二次设计要点。
关键词：智能化变电站；电气二次设计；要点
在先进科学技术的支持下我国的智能化技术得到较快发展，并逐渐应用在各个领域中。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，把智能化技术应用到变电站的建设中可以大大提升变电站的性能，促进我国变电站建设水平的提升。随着IEC61850标准的逐步推广，以可靠性、经济性、维护简便性为特点的智能化变电站引领变电站技术的发展。
智能化变电站基于自身优势具有很高的价值，在我国目前的技术水平下智能化变电站的良
好运行需要智能电气设备保持在健康稳定的状态。电气设备二次设计中需要把握好设计要点，提升设计质量，为智能化变电站建设提供可靠支持。
一、智能化变电站的特点
智能化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化、二次设备网络化、符合IEC61850标准”，智能化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得智能化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。智能化变电站与传统的变电站有很大的不同，智能化变电站从功能来说更加智能化，同时也更具全面性，可以对设备进行监测和诊断，本质上是一个信息交换系统。智能变电站二次设计结构如图1.1所示：
图1.1：智能变电站二次设计结构图
该设计结构具有四个特点：首先，智能化变电站增加过程层设备，传统变电站没有过程层，这是智能化变电站与传统变电站的一个显著区别，过程层包含变压器、断路器、隔离开关、CT/PT等一次设备及其所属的智能终端、合并单元。其次，智能变电站还具有间隔层，间隔层有利于网络化发挥作用，促进信息高效进行交换。在网络化的支持下，智能化变电站信息的传输将会更加快捷。再次，智能化变电站具有较强的故障诊断、故障监测优势。智能化变电站具有更多的智能设备、在线监测，如果一、二次设备在运行中出现异常，则会被系统检测出来，使相关人员对设备进行及时的检修，避免发生更大的故障。智能化变电站这种故障的自动诊断以及处理对变电站功能的发挥具有重要意义。最后，智能变电站借助光纤技术实现终点的衔接，这样可以提升信息传递效率。
智能化变电站与传统变电站相比数字化水平更高，信息交换的效率也得到了较大提升。智能化变电站是变电站的发展趋势，电气二次设计需把握好其中的设计要点，提升这部分设计工作的质量，为智能化变电站更好发挥作用提供支持[1]。
二、智能化变电站中电气二次设计要点
由以上内容我们了解了智能化变电站的特点和优势，电气二次设计作为智能变电站建设的一个重要组成部分，其设计要点主要有以下几个方面。
1.优化智能设备的选择手压式旋转拖把
智能化变电站的优良性能主要依靠各种智能设备，所以在开展电气二次设计时要做好智能设备的选择工作。
1.1 过程层设备
选择合并单元智能终端一体化装置，可解决现有技术合并单元和智能终端在结构上重复的问题，较智能终端、合并单元单独配置方案减少50%，降低了成本。采用一体化装置设计，在工程中更易实现且维护检修更为方便。
合并单元智能终端一体化装置技术特点：合并单元作为数据同步的关键性设备，需要同步三相保护、三相电流和三相电压，加上双A/D采样后需要同步的信号可达到20路左右，发送速率为4HZ，DSP负载率普遍为0.28。而智能终端由于实时性要求没有合并单元那么高，DSP负载率普遍为0.312。由此可见，合并单元和智能终端单独对DSP的占用不是很
多。所以完全可以将SV（IEC61850-9-2）和GOOSE报文的处理放在一个DSP上完成SV/GOOSE共同组网，设计时只需保证SV（IEC61850-9-2）运行优先级比GOOSE优先级高，保证IEC61850-9-2的实时性即可。
1.2 间隔层设备
间隔层设备主要包括保护、测控、故障录波、网络报文分析等智能设备。智能变电站110kV电压等级线路、母联（分段）采用保护测控一体化装置。220kV及以上电压等级保护、测控独立配置。故障录波网络报文分析均采用一体化装置。
110kV保护测控一体化装置技术特点：一体化装置保护、测控按功能单独配置板卡，独立运行，共用电源、SV/GOOSE接口、人机界面和通信接口。较保护、测控装置单独配置方案减少50%，降低了成本，易维护检修更为方便。
故障录波、网络报文分析一体化装置技术特点：故障录波装置与网络报文分析仪的功能单元基本一致，通过接受、过滤GOOSE网络和SV采样值网络的报文，故障录波装置完成异常或故障情况下的站内电流、电压等信号的记录和储存。网络报文记录分析仪器接收、记
录、储存、分析MMS网络、GOOSE网络和SV采样值网络的报文记录，帮助查故障和对网络进行评估，以提高智能化变电站通信网络的运行安全。
1.3 站控层设备
站控层负责变电站的数据处理、集中监控和数据通信，采用监控主机与数据服务器一体化配置，负责站内各类数据的采集、处理，实现站内设备的运行监视、操作与控制、信息综合分析及智能告警，集成防误闭锁操作工作站、操作员站、工程师工作站、保护信息子站等工作站，变电站全景数据的集中存储，为站控层设备和应用提供数据访问服务等功能，减少工位操作，提高运行效率。
2.做好全站电源设计
操作系统是智能化变电站的重要组成部分，操作系统采用直流电。在设计中首先要关注供电的可靠性和稳定性，是否有冗余配置需求，其次还要确保电源具有足够大的容量，保障变电站各种设备能够有充足的电能，这种类型的直流电源需要定期进行充电，以保障其供电的持续性[2]。
智能收衣柜
智能变电站采用一体化电源系统设计，分层分布架构，交流电源、直流电源、UPS电源、通信电源、事故照明电源应进行一体化设计、一体化配置、一体化监控，其运行工况和信息数据能够上传至远方控制中心，能够实现就地和远方控制功能，能够实现站用电源设备的系统联动。全站供电遵循交流电源环网供电，直流电源辐射供电。
3.做好通信规约的选择
内部网络结构是智能化变电站建设的一个重要组成部分，分为站控层、间隔层、过程层，不同的网络结构需要不同的通信规约。站控层采用IEC 61850通信规约，这种通信规约需要借助网络通信平台。过程层的网络规约采用 IEC61850-9-2的格式。这种通信规约具有较强的实施性和兼容性，同时还具有延时低的优点，在实际的应用中也体现出了较高的价值。
4.做好智能监控网络设计工作
智能化变电站网络结构一般具有三个层次，分别是间隔层、过程层、站控层。这三个网络结构层次都需要有针对性的设计网络方案。在进行智能化电源网络监控系统的设计中可以
金属棒充分整合不同子单元的监控系统，进而形成一体化的网络监控体系。这样可以对电气二次的各种设备进行监视。此种方式可以降低建设成本，但是要求其监控处理设备具有较好性能。所以设计人员在选择智能监控网络设计方案时要统筹考虑各种因素，选择最优化的设计方案[3]。
5.做好虚端子排图设计工作
虚端子排图设计也是智能化变电站电气二次设计的一个要点，智能化变电站取消了一次、二次间的端子排列，优化了多余的控制回路，精简二次设计，最大化减少系统故障的发生，保障电气系统运行处于一种最佳状态。
6.做好智能综合监视系统设计工作
智能综合监视系统作为智能变电站非控制大区重要组成部分，包含设备在线监测系统、智能辅助系统、智能机器人巡检系统。
设备在线监测系统：该系统由设备监测传感器+状态监测IED组成，传感器安装在一次设备本体，状态监测IED配置按照电压等级和设备种类进行配置，多间隔、多参量共用状态监
防盗器测IED。状态监测IED 就地布置于各间隔智能控制柜。传感器与状态监测IED间采用总线方式传输模拟量数据；状态监测 IED 之间或状态监测IED与后台系统间采用 DL/T860 标准通信。通过智能辅助综合监视系统与变电站自动化系统接口。
频谱屋智能辅助系统：采用DL/T860标准通信，实时接收站端视频、环境数据、安全警卫、人员出入、火灾报警等各终端装置上传的信息，分类存储各类信息并进行分析、判断，实现辅助系统管理和监视并实现智能联动控制。
智能机器人巡检系统：在重要的配电装置设备区域配置轮式巡检机器人，二次设备室配置挂轨式巡检机器人。巡检机器人能够全自主巡检，根据预先设定的巡检内容、时间、周期、路线等参数自主完成巡检任务，并主动报送巡检结果。
三、结语
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议