節能降耗背景下智能化變電站設計要點分析

閆英

（運城市電力設計院，山西 運城 044000）

新型變電站設計要最大程度的達到節能降耗的目的，必須在智能化的基礎上進一步整合和完成管理。我國智能變電站發展還不成熟，設計施工理念都還不完善，也缺少配套的制度法規，因此在智能化變電站設計方面還需要不斷的學習和摸索。

1 智能變電站概況

現代智能變電站的主要構成，分為站控、過程和間隔三個組成部分。其中站控層主要是通過智能化系統，利用變電站內專門設計的通訊網絡和構建的監測管理系統對過程層和間隔層的設備運行進行監測和管理，還可以通過這個監控管理系統實現對整個變電站運行的安全管理。過程層的主要構成是組件合成的智能設備、一次設備、智能終端和合并單元。過程層的主功能是實現變電站分配、傳輸、測量等一系列相關的功能。間隔層主要指二次設備利用間隔數據對間隔層中的一次設備進行通信和管理的功能。

2 智能化變電站的優勢

2.1 建立統一的信息模型和采用相同的信息接入協議，構建變電站特有的信息平臺，從而做到變電站內信息資源共享。因為采用了相同的通訊協議和信息模型，使變電的機器設備之間能夠更好的相互協作，提高了信息資源共享的速度和效率，也降低智能電站的設計和維修費用。

2.2 使用最新的光纖維信號傳輸，比以往通過電纜進行信號傳輸提高了傳輸的速度和信號準確度，降低了安裝和維護的費用。采用電子式互感器解決了電磁式互感器的飽和問題，實現了設備無油化，顛覆了絕緣概念提升了變電站的安全性，減少了占地面積。

2.3 實現變電站一次設備運行狀態的在線監測，各在線監測裝置采用統一的后臺、架空、接口及通信規約。應用合并器解決數據采集設備重復投資問題，有效降低建設成本。

3 智能化變電站的設計原則

3.1 對變電站智能化設計必須要保持變電站整體的穩定性和運行的經濟性。

3.2 提高設備的智能化，并對這些設備進行網絡組合，降低變電站建設運行成本。

3.3 通過變電站通用通訊協議，構建變電站監測管理系統，監測和管理全站和部分關鍵設備運行狀態，減少變電站故障次數和增加維修效率。

3.4 高度集成設備，實現功能簡約化和人性化。增強變電站智能化程度，對變電站設備進行合理的整合布局，通過網絡布局進行全站信息資源共享，提高變電站整體運行效率，提高變電站運行的自動化水平和管理效率，優化整個變電站的全壽命周期成本。

3.5 所采用的新設備和技術都要保留升級的功能，從而使設備能夠隨著科技的發展不斷升級，以滿足市場需求的發展變動。

4 智能化變電站裝配設計要點分析

4.1 對一次設備進行智能化升級

對變電站進行必要的智能設計是變電站節能降耗的科技基礎。可視化、數字化、一體化和信息交互性是智能變電站一次設備進行智能化設計的要求。在對一次設備進行智能化的時候，要在主變壓器中安裝智能終端和配套的合并單元。在出線間隔、主變進線間隔內分別配置智能終端。例如分別配備專門的智能終端在母聯間隔和母線設備間隔上。對變電站裝配全站和核心部件狀態監測后臺系統，通過跟蹤監測，獲取變電站運行的各項數據，然后進行匯總和分析，并提出針對性調整和檢修方案。過程層設備采用一對一的方式和間隔層的設備進行連接。過程層其實就是一二次設備的相結合的一個面，結合面上的設備具有自我檢測和自我描述的功能，并通過實行共同的通訊協議和信息模型，和站控層實現信息的交流互動。

4.2 對二次設備進行網絡化布局

4.2.1 站控層設備管理成網絡化分布。站控層設備不需要安排專門的員工來值班，而是通過建立無人值班變電站，通過智能設備達到對變電站進行智能控制管理的目的。站控層設備可以提供方便的人機交流界面，方便管理人員管理控制過程層和間隔層的設備以及各項設備功能，形成對變電站全天候的監控管理。通過站控層的智能升級可以在變電站建立一個管控中心，對變電站實行遠程控制和集中而簡約的控制。各分層的設備通過智能終端將自檢和掃描后的信息上傳，實現對整個變電站設備的網絡化、智能化管理。

4.2.2 變電站間隔層設備的配置情況。監測系統、保護系統、錄波系統和計量系統等中的設備是共同組成變電站間隔層。間隔層在站控層的網絡失去監控管理能力的時候，它的二級子系統能夠獨立完成對本間隔層內設備的監控管理。通過在各個間隔層配置數字接口處設計專門的保護性檢測和控制設備，對變電站間隔層的設備運行進行檢測和管理。另外在間隔層的設備之中也同樣執行變電站通用的通訊協議，起到自我檢測狀態和自我描述的作用。也就是說間隔層利用變電站統一的通訊協議進行通訊和監測管理本層內設備的運行。同時間隔層內的設備也具備基本的數據分析和向站控層傳遞數據信息的功能，并不完全依靠于站控層設備對本層設備進行監控管理。

4.2.3 過程層的設備設計。過程層其實是兩次設備的過渡結合面，這個層面內的設備和結合面基本上都是采取一對一式的連接方式。同樣的過程層面內的設備本身也具有自我檢測和自我描述的功能。它和間隔層一樣，采用變電站通用的通訊協議可以進行獨立掃描自檢，單一的合并器的采樣信息可以被多個二次設備接收到。變電站用于保護設備安全的保護裝置可以通過總線端口和站控層的智能終端進行一對一的通信。為了保證變電站設備故障時設備跳閘的速度優勢，這種通信系統中的通訊信號完全能夠滿足使用GOOSE服務的要求。

結語

變電站進行智能化設計是一個發展趨勢，它將會隨著現代科技的發展不斷前進。在對變電站進行智能化設計的過程中，設計人員一定要優先考慮變電站的實際情況，在此基礎上合理規劃變電站智能化系統，提高變電站工作效率，降低變電站整個系統在工作時的能耗，從而促進變電站整體上達到節能降耗的效果。因此變電站的建設一定要在保證安全的全局中，合理經濟的推動變電站智能化的進程。要始終謹記變電站設計規劃的目的是為了變電站更好和更持久的發展。智能化變電站的建成，通過設備智能化和管理智能化兩個方面，實現降低變電站生產成本，提高變電站系統工作效率的目的，最終達到變電站總體上節能降耗的目標。

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