李濤

摘 要：現(xiàn)如今，智能化技術(shù)得到了廣泛應用并成為電力企業(yè)主要研究內(nèi)容，將其應用在電氣二次設計中有助于設備之間的數(shù)據(jù)傳輸、提高變電站操作效率、提升設備運行穩(wěn)定性。供電網(wǎng)絡中，變電站作為重要組成部分，進行電氣二次設備有助于電網(wǎng)安全、穩(wěn)定發(fā)展。接下來，筆者結(jié)合實踐研究，就智能變電站的電氣二次設計方法進行簡要分析并提出策略。

關(guān)鍵詞：智能變電站 電氣二次設計 策略方法

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0053-02

伴隨著智能技術(shù)的成熟發(fā)展將其應用在變電站中推動了變電站發(fā)展。變電站電氣二次設計包括遠程傳動、測量控制、繼電保護、防誤閉鎖，有助于提高設備運行。近幾年，智能化變電站逐漸趨于數(shù)據(jù)資源的應用與共享，智能化電氣二次設計對提高變電站運行穩(wěn)定性發(fā)揮著重要影響。

1 智能變電站的特點分析

智能變電站實現(xiàn)了智能控制、故障錄波、變電站監(jiān)督，兼容繼電保護、安全裝置、監(jiān)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)變電站存在硬件重復分配不足、信息獨立、信息傳遞不及時、成本投入高，而智能變電站的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)變電站不足。智能變電站采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式，即：站控、間隔、過程層；站控層、過程層網(wǎng)絡達到信息分享。這種結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息數(shù)字化分享，優(yōu)勢作用顯著。首先，智能化變電站增設了過程層，推動了智能化變電站發(fā)展。間隔層的設置有效提升了信息交換律。其次，智能化變電站增設了電子、傳感、執(zhí)行器，強化了監(jiān)測與診斷功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。最后，變電站間隔層采用智能終端，通過光纖通信實現(xiàn)一次設備與二次設備的連接。總而言之，智能變電站優(yōu)點集中體現(xiàn)于數(shù)字化水平的進步，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化促進信息傳輸、交換率。

2 變電站電氣二次設計有關(guān)問題分析

2.1 二次設計分析

以智能設備為依托，智能化變電站綜合了信息搜集、傳輸、處理、輸出。所以，變電站內(nèi)全部設備都應為智能化設備，并且設備需要通過自我狀態(tài)監(jiān)測、診斷、修復。變電站電氣二次設計主線路為一次設備，對一次設備測量、運行檢測、電路控制的優(yōu)化設計。二次設計包含計算機智能控制系統(tǒng)、安全檢測、直流電源、工業(yè)電視系統(tǒng)、繼電保護等，提高一次設備保護屏障從而保證順利運行。

2.2 問題分析

第一，電氣穩(wěn)定性。電氣二次設計要求工作人員做好電氣線路設計分析，避免設計時產(chǎn)生安全事故。安全保護方案設計是把安全保護裝置應用到電氣系統(tǒng)，如二次回路設計時發(fā)生跳閘與保護跳閘等裝置失靈問題。所以，要求確保電子與正電源具備至少一個端子。第二，繼電保護。發(fā)各套保護裝置與斷路器回路啟停對其他系統(tǒng)造成影響，系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)件發(fā)生異常故障，保護系統(tǒng)拒動等。要求設計師對繼電保護裝置設置多項保護配置，確保保護裝置和保護回路運行獨立性，防止裝置和回路相互影響。此外，還需消除故障構(gòu)件，提高保護裝置動作靈敏性與準確性。第三，縱差保護。變電站內(nèi)光纖通訊系統(tǒng)和保護系統(tǒng)設計問題，導致難以形成完整的二次系統(tǒng)低阻抗平面，減緩保護系統(tǒng)轉(zhuǎn)換靈敏性。由此，設計時需采取接地銅排，繼電保護室和通訊機房連接，同時將屏蔽雙絞線和光電轉(zhuǎn)換構(gòu)件采取保護接地。第四，流壓變化。變電站智能化設計導致繼電保護電流與電壓互感器具有的測量設備發(fā)生變化，測量準確性降低從而制約繼電保護電流和電壓。所以，設計師需通過光電互感器更換互感器，簡化二次的保護與測量設備。

3 智能變電站的電氣二次設計策略

3.1 選擇適合的設備

智能化變電站中，電氣二次設備的選擇是核心基礎(chǔ)，關(guān)系著后續(xù)變電站運行狀態(tài)。首先，開關(guān)、電子感應器的選擇，一旦選擇性能低的感應器就會影響設備運行、降低自動化水平?，F(xiàn)階段智能化變電站普遍采用了進線網(wǎng)格化模式，確保二次設備智能化發(fā)展，保證智能化變電站的穩(wěn)定運行。但是，在實際電氣二次設計中存在較多因素影響，如智能開關(guān)。工作人員應結(jié)合變電站狀態(tài)選擇適合的開關(guān)，這關(guān)系著系統(tǒng)的運行與在線監(jiān)測效果。選擇適合的智能開關(guān)可以提供適合的接口、促進數(shù)字化發(fā)展。不過，經(jīng)濟投入較高，還需結(jié)合企業(yè)實際狀態(tài)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。此外，電子互感器也是主要影響因素。無源式電子互感器是借助光學傳感技術(shù)發(fā)揮主要作用，但穩(wěn)定性較差進而應用較少。選擇無源式電子互感器要求采取激光匹配形式，才能提高電源安全性。

3.2 通訊規(guī)約確定

智能化變電站電氣二次設計中，通訊規(guī)約存在明顯差別。103通訊規(guī)約適用于站控層網(wǎng)絡，但在操作性表現(xiàn)上較差。IEC 61850則是一種新的通訊規(guī)約，操作性較強，不過經(jīng)濟投入較大，適合應用在過程層網(wǎng)絡規(guī)約。主要因為IEC 61850為FT3幀格式，執(zhí)行效果強、傳輸延時固定等。此外，還有IEC 6044-8形式，主要對目標設計展開從而優(yōu)化智能化變電站。但是，該種通信規(guī)約應用過程中也存在影響因素限制，例如：難以固定傳輸延時、穩(wěn)定性差、成本投入大。

3.3 一體化智能控制系統(tǒng)

智能變電站電氣二次設備設計創(chuàng)建智能化電源監(jiān)控設備，有助于子電源系統(tǒng)的融合，生成一體化監(jiān)控網(wǎng)絡，便于電氣二次設備的動態(tài)監(jiān)督。一體化電源控制網(wǎng)絡是通過總線連接形式把智能監(jiān)控單元與監(jiān)控設備連接，有助于降低經(jīng)濟投入。不過，該結(jié)構(gòu)形處理要求嚴格。除此之外，也可通過分布式設計形式，其原理為：在總線上對各電源監(jiān)控單元安裝控制系統(tǒng)，智能化網(wǎng)絡端口主要進行控制系統(tǒng)的監(jiān)控，實現(xiàn)集成化管理。盡管該模式可以減少系統(tǒng)荷載，但電氣二次設備數(shù)量較多，增加了成本與運維投入。

3.4 優(yōu)化智能設備網(wǎng)絡系統(tǒng)

要想確保電氣二次設備正產(chǎn)運行還需要優(yōu)化智能設備網(wǎng)絡系統(tǒng)，通過通訊光纜提高通訊信息信號的噪聲比，提高了信息傳輸效果。如果獨立設置數(shù)據(jù)線路保護形式，減少輻射信號影響則需注意，信號噪音不可降低至0，信號輸送功率也不會無線增加。所以，工作人員還應結(jié)合變電站設備運行效果選擇適合的方案，保證信息傳輸率處于臨界參數(shù)。此外，創(chuàng)建MMS、GOOSE、SNTP網(wǎng)絡模式也是一種有效方法，按照100M雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式從而實現(xiàn)穩(wěn)定運行，達到雙網(wǎng)雙工運營與SNTP同步機制以及SV、GOOSE對報文的共網(wǎng)傳輸，采取網(wǎng)絡跳閘并行模式。

3.5 端子排圖設計

設計師做好智能化變電站內(nèi)端子排圖設計，取消一次/二次設備端子并優(yōu)化其他控制回路，實現(xiàn)二次設計與設備優(yōu)化，提高變電站運行效果。

4 結(jié)語

綜合分析，電氣二次設計時不僅要做好智能設備控制，還需做好通訊公約、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計。只有這樣才能保證智能變電站電氣二次設計有效性，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定與質(zhì)量。此外，對工作人員也有嚴格要求，工作人員必須要抓住電氣二次設計要點與質(zhì)量管理，進而設計出高質(zhì)優(yōu)秀智能化變電站二次設備，推動智能化變電站進步發(fā)展。

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