施莉

(河北省電力勘測設(shè)計研究院,河北 石家莊 050031)

智能化變電站中電氣二次設(shè)計的要點分析

施莉

(河北省電力勘測設(shè)計研究院,河北 石家莊 050031)

信息化時代的到來,給智能化變電站的發(fā)展帶來了新的機遇.研究智能化變電站中電氣二次設(shè)計的要點分析這一課題也就顯得非常有價值.本文首先對智能變電站所具備的優(yōu)勢進行了探討,然后對智能化變電站電氣二次設(shè)計要點進行了分析.

智能化變電站;電氣二次設(shè)計;設(shè)計要點;信息技術(shù);數(shù)字化設(shè)計

在科學技術(shù)發(fā)展的帶動下,我國的智能化技術(shù)越來越成熟,將其合理地應用于變電站中,促使了變電站的發(fā)展向前邁進了一大步.隨著人們對智能化變電站的研究力度不斷加大,數(shù)字化被越來越多引入到變電站電氣二次設(shè)計中.在當前科技條件下,為了保證智能化變電站的正常運行,需要確保其所組成的二次設(shè)備處于正常的工作狀態(tài).而這些二次設(shè)備是由八個部分組成的,不僅包括了測量控制、遠程傳動、在線檢測和故障錄播裝置,同時還包含有繼電保護、防誤閉鎖、電壓無功控制及同期操作裝置.為了維護和保證二次設(shè)備系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和有效性,這八個裝置都需要保證能夠?qū)崿F(xiàn)標準化.現(xiàn)階段,由于智能化變電站越來越注重對數(shù)據(jù)資源的充分利用與分享,因此,變電站的智能化電氣二次分析、設(shè)計工作對變電站的正常運行起著至關(guān)重要的作用.

1 智能變電站的優(yōu)勢

1.1 特點

在運行過程中,與以往的變電站相比較,智能化變電站的功能更加多樣化和智能化.以前變電站沒有的變電站監(jiān)視、控制和故障錄波等功能在智能化變電站中都得到了實現(xiàn).數(shù)字化變電站是一種新型的變電站,它是一種兼顧有繼電保護、安全裝置和相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的變電站.對于傳統(tǒng)的變電站來說,它們不僅存在著中硬件重復配置使用的缺點,同時由于信息比較獨立,無法實現(xiàn)傳遞,并且成本不低,這些缺點在數(shù)字化變電站中都得到了很好的解決.

通過相應的分析我們可以得出智能化變電站的結(jié)構(gòu)是quot;三層兩網(wǎng)quot;的結(jié)構(gòu)形式.這種結(jié)構(gòu)形式主要是通過三層即站控、間隔和過程層,還有兩網(wǎng)即站控層和過程層網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對數(shù)字化信息的共享.它的主要優(yōu)勢是:成功的將智能化變電站的信息實現(xiàn)數(shù)字化,然后再將數(shù)字化信息通過網(wǎng)絡(luò)來進行傳遞,從而來實現(xiàn)相關(guān)信息的共享.與傳統(tǒng)的變電站相比,智能化變電站的特點更加明顯,將這些特點總結(jié)為以下四個方面.

(1)在以前的變電站中并沒有設(shè)置過程層,而智能化變電站則增加了這一設(shè)備,也就是智能化變電站通信網(wǎng)絡(luò)中多了次電氣設(shè)備,這一改變將智能化變電站數(shù)字化技術(shù)向前推進了一大步.

(2)網(wǎng)絡(luò)化在智能化變電站間隔層設(shè)備中的成功應用,提高了信息交換的效率.

(3)智能化變電站提高了在監(jiān)測和診斷兩個方面的性能優(yōu)勢,這是由于智能化變電站中加入了很多的智能化設(shè)備,比如說電子、傳感和執(zhí)行器等,在這些智能化設(shè)備的控制下,保障了系統(tǒng)的正常運行.

(4)除了在智能化變電站間隔層設(shè)置了智能終端,同時還將智能終端設(shè)置在了一次設(shè)備上,并且使用光纖通信將這兩個智能終端進行了有效的連接(而以前是通過測控柜電纜連接的).另外電氣回路連接出現(xiàn)在測控裝置與智能終端之間.

1.2 智能化變電站的優(yōu)勢

與以前的變電站相比,智能化變電站的主要優(yōu)勢就是,智能變電站比傳統(tǒng)的變電站多了一個過程層,這一條件的實現(xiàn),大大促進了變電站的數(shù)字化水平的提高.另外,智能化變電站的間隔層能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,這一情況實現(xiàn)了信息交換,大大提高了信息的交換率.

2 智能化變電站電氣二次設(shè)計要點

2.1 智能化變電站設(shè)備選擇要點

智能化變電站中最重要的一項工作就是要選擇合適的電氣二次設(shè)備,比如,在對智能化變電站的智能開關(guān)和電子感應器等設(shè)備的選用,一定要非常的慎重.現(xiàn)如今的智能化變電站,我們經(jīng)常會進行進線網(wǎng)格化,通過這樣的操作,使電氣二次設(shè)備能夠有效的支撐智能化變電站的順利運行.目前,在對智能化變電站進行電氣二次設(shè)計時,對于智能開關(guān)和電子感應器的設(shè)計,主要容易出現(xiàn)以下幾個方面的問題.

(1)對智能開關(guān)的選擇,一定要在符合實際情況的基礎(chǔ)上,來選擇最合適的開關(guān).在眾多的選擇當中,智能開關(guān)是最科學合理的.智能開關(guān)的使用,對于整個智能化變電站的正常運行起著至關(guān)重要的作用.因為智能開關(guān)選擇的是否合適,不僅會影響到整個智能變電站的在線監(jiān)測功能,同時還會嚴重影響到整個智能變電站的智能控制功能.另外,對于智能開關(guān)的合理運用,還能在實現(xiàn)數(shù)字化方面起到了很大的作用,它的使用為其提供接口,因此使智能化水平向前推進了一大步.當然,智能開關(guān)也存在一定的缺點,比如,智能開關(guān)的成本和維修費用比較高.

(2)如果在智能化變電站中使用一般的開關(guān),雖然這種開關(guān)能夠提供數(shù)字化接口,但是在線監(jiān)測功能在這種情況下不能使用.

(3)在對電子互感器進行選擇的時候,經(jīng)常會面臨著選用有源還是無源式電子式互感器的問題.目前在實際的選擇過程中,更多的人喜歡選用有源式電子互感器,因為這種形式的電子互感器是通過激光的方式來實現(xiàn)相關(guān)匹配的,從而使得整個電源的穩(wěn)定性得到了極大的提高.而無源式電子式互感器,這種形式的互感器所應用到的原理是光學傳感技術(shù),不僅需要花費非常大的成本,更為重要的是這種類型的電子式互感器的穩(wěn)定性不高,所以很多人都會選擇第一種類型的電子式互感器.

2.2 通信規(guī)約選擇要點

一般情況下,在對智能化變電站進行電氣二次設(shè)計時,所選擇的通信規(guī)約也是有一定差異的.103通信規(guī)約比較適合于站控層網(wǎng)絡(luò),103采用傳統(tǒng)功能設(shè)計形式,但是同時該通信規(guī)約也存在一定的缺點,比如它在操作方面沒有優(yōu)勢,主要適用于要求和成本都相對較低的變電站系統(tǒng).而IEC 61850作為另外一種通信規(guī)約的選擇,在實施性方面具有比較大的優(yōu)勢,但是缺點就是需要的投入比較高.過程層網(wǎng)絡(luò)規(guī)約比較適合選擇第二種,原因是后者采用的是FT3幀格式,優(yōu)點比較多,比如,較高的實施性能、傳輸延時固定等.另外還存在IEC 60044-8通信規(guī)約這種形式,對于這種形式的通信規(guī)約使用,主要是針對于對象設(shè)計進行的,從而使得所構(gòu)建的智能化變電站更加的完美.不過這種類型的通信規(guī)約在使用的時候,是存在很大的局限性.比如,無法固定傳輸延時,穩(wěn)定性比較差,并且所需要耗費的成本也很高.

2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

在進行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,我們會將智能化變電站分成三個層次來進行,這三個層次分別是過程層、網(wǎng)絡(luò)層及架空層.對于每一個層次,設(shè)計人員都需要根據(jù)其特點來進行分別設(shè)計.特別需要注意的是,對于過程層的設(shè)計,是對智能化變電站和傳統(tǒng)變電站進行有效區(qū)分的重要組成部分,所以,我們在實際的設(shè)計過程中,要提高對它的重視.當前,當我們在選擇智能化變電站站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案時,要綜合考慮多種因素,選擇成本最低、最科學合理同時也最穩(wěn)定可靠的方案,其中最符合條件的就是以星型太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為支撐.

3 結(jié)語

在對電氣二次設(shè)計的實際過程當中,在選擇智能設(shè)備上我們需要重視,除此之外,在對智能化變電站進行電氣二次設(shè)計的時候,還需要充分重視對通信公約及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計.經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術(shù)的進步為了智能變電站的發(fā)展提供了基礎(chǔ),在進行智能化變電站的電氣二次設(shè)計時,為了保證設(shè)計的質(zhì)量和水平,設(shè)計人員首先要熟悉并掌握到電氣二次設(shè)計的要點,還要充分做好設(shè)計質(zhì)量的控制措施和預防措施.只有這樣才能設(shè)計出優(yōu)勢突出的作品,才能為智能化變電站的發(fā)展提供保障.

[1]鐘澎.智能化變電站中電氣二次設(shè)計要點研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014(33).

[2]李建武.智能化變電站中電氣二次設(shè)計要點分析[J].中小企業(yè)管理與科技,2013(31).

[3]王春成,游復生,鄧小玉,蔡田田.賀州變電站串聯(lián)補償工程電氣二次設(shè)計綜述[J].陜西電力,2010(12).

[4]崔海鵬,張濤,韓本帥等.風力發(fā)電系統(tǒng)中SVG電氣二次設(shè)計應用實例[J].科技信息,2011(25).

[5]李建武.智能化變電站中電氣二次設(shè)計要點分析[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2013(11).

[6]楊然靜.淺析北京地區(qū)城市變電站電氣二次設(shè)計模式[C].中國建筑學會2007電氣安全技術(shù)研討會論文集,2007:71-75.

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