智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

洪濤

【摘 ?要】當(dāng)前電力行業(yè)競爭愈發(fā)激烈，人們對(duì)電力需求越來越大，供電單位面臨著新的挑戰(zhàn)。電力企業(yè)想要擴(kuò)大營銷則必須時(shí)刻提高自己在電力調(diào)度運(yùn)行中的電力技術(shù)水平，在智能化變電站電器二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作人員應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注變電站運(yùn)行狀態(tài)，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，積極落實(shí)責(zé)任制度，利用智能變電站有效節(jié)約人力物力，提升變電效率及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。基于此，本文主要探討了智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】智能化;變電站;二次設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

在智能變電站開展電氣二次設(shè)計(jì)中，需要注重在智能設(shè)備上的合理選擇，并對(duì)通信規(guī)約以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。技術(shù)的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為智能變電站的設(shè)計(jì)提供了重要的基礎(chǔ)。為了讓智能變電站設(shè)計(jì)保持非常好的水平，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)足夠明確以及熟悉，以將智能變電站的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來，為智能變電站的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1智能變電站的特點(diǎn)

整個(gè)變電站的使用過程和其他傳統(tǒng)變電站進(jìn)行比較的話，可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)如今的智能化變電站能夠更加多樣的、智能的變化。通過先進(jìn)的技術(shù)和智能化設(shè)備，變電站進(jìn)一步地將整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)監(jiān)控、控制以及設(shè)備故障錄波功能。數(shù)字化的智能化變電站是一種新型的變電站，同時(shí)集中了許多智能化的優(yōu)點(diǎn)，將繼電保護(hù)、安全設(shè)備的相關(guān)監(jiān)控統(tǒng)一于一體。這一點(diǎn)在以往的變電站中，其中系統(tǒng)的硬件配置核心維護(hù)是一個(gè)重要的點(diǎn)，另一方面還在于信息的交互環(huán)節(jié)會(huì)存在一些無法進(jìn)行上傳的缺點(diǎn)，如此一來就會(huì)造成多余的成本浪費(fèi)。對(duì)于智能變電站，這些問題都會(huì)得到優(yōu)化。

經(jīng)過相關(guān)分析可以看出，智能變電站是三層兩網(wǎng)的形式。這種結(jié)構(gòu)可以經(jīng)過站控層、間隔層與過程層，以及兩網(wǎng)即站控層以及過程層網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息的共享。智能變電站的主要優(yōu)勢是，將信息數(shù)字化，然后借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，這樣可以讓信息實(shí)現(xiàn)充分共享。智能變電站有著如下十分明顯的特點(diǎn)。

首先是常規(guī)變電站中沒有過程層，而在新型的智能變電站中，是存在過程層的，同時(shí)也多了電氣二次設(shè)備，促進(jìn)智能變電站的技術(shù)進(jìn)步。過程層可以說是對(duì)智能變電站以及常規(guī)變電站進(jìn)行區(qū)分的重要因素。因此，在過程層的設(shè)計(jì)中，要注重對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用。

其次是在智能變電站中，網(wǎng)絡(luò)化可以借助間隔層設(shè)備實(shí)現(xiàn)，讓信息的交換效率得到提升。借助網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢，智能變電站中信息的傳遞更加迅速和方便。

再次是智能變電站在故障診斷以及監(jiān)測方面有著非常強(qiáng)的性能優(yōu)勢。因?yàn)楦黝惖闹悄茉O(shè)備加入，添加傳感器以及執(zhí)行器，經(jīng)過電氣控制，可以讓系統(tǒng)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。各類的設(shè)備若是出現(xiàn)問題，都可以被系統(tǒng)監(jiān)測到，分析問題出現(xiàn)的原因，然后進(jìn)行問題處理。智能變電站在故障診斷以及監(jiān)測方面體現(xiàn)出非常明顯的優(yōu)勢。智能變電站可以發(fā)揮出智能化優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的自動(dòng)診斷以及處理。

2 智能變電站設(shè)計(jì)概述

所謂的智能變電站設(shè)計(jì)，絕對(duì)不是一朝一夕可以完成，它需要耗費(fèi)相關(guān)工作人員大量的時(shí)間與精力。故而變電站的設(shè)計(jì)絕非易事。在進(jìn)行變電站的設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)變電站的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，做一個(gè)深入的考慮，在確定了項(xiàng)目開設(shè)的意義與作用之后，要對(duì)整個(gè)項(xiàng)目開展的可行性做一個(gè)簡單的研究。倘若有關(guān)部門對(duì)該項(xiàng)目的可行性并無異議，則可以進(jìn)行相應(yīng)的文件辦理，根據(jù)辦理好的文件開始初步的設(shè)計(jì)，也就是一次設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)之后，有非常嚴(yán)格的評(píng)審階段，在整個(gè)評(píng)審階段，相關(guān)工作人員會(huì)再一次對(duì)項(xiàng)目的立意、性質(zhì)與類型、運(yùn)作模式以及維護(hù)模式等做一個(gè)細(xì)致的了解。倘若評(píng)審?fù)ㄟ^，那么整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，也就是智能變電站的設(shè)計(jì)，也就進(jìn)入了后半階段，也就是二次設(shè)計(jì)的階段。在這個(gè)階段中，相關(guān)的工作人員要進(jìn)行施工圖的招標(biāo)設(shè)計(jì)，與此同時(shí)要對(duì)所選用設(shè)備、儀器等物資進(jìn)行招標(biāo)。在招標(biāo)決定之后，有關(guān)部門與招標(biāo)對(duì)象就要立馬確定施工設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)圖一旦確定下來，就可以馬上進(jìn)行動(dòng)工了。

3電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 智能化變電站設(shè)備選擇要點(diǎn)

在智能變電站中，一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是要選擇合適的電氣設(shè)備。例如，智能變電站的開關(guān)以及電子感應(yīng)器這些設(shè)備，就要進(jìn)行謹(jǐn)慎選擇。當(dāng)下的智能變電站在實(shí)際的建設(shè)中，要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，使得二次設(shè)備促進(jìn)智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

首先是對(duì)智能開關(guān)進(jìn)行選擇。需要在符合實(shí)際規(guī)范需求的情況下，選擇適當(dāng)?shù)拈_關(guān)設(shè)備。因?yàn)橹悄荛_關(guān)是否合適，關(guān)系到智能變電站的監(jiān)測系統(tǒng)能否發(fā)揮作用，也關(guān)系到智能變電站的控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況。同時(shí)，智能開關(guān)的應(yīng)用可以提供合適的接口，可以讓智能變電站的智能化水平得到明顯提升。但是，智能開關(guān)也有諸多的缺陷，如成本高，維修也需要一定的費(fèi)用。

其次是選擇電子互感器。電子互感器分為有源式和無源式兩種類型。在智能變電站的實(shí)際建設(shè)中，有源式電子互感器更多的被人接受。這主要是因?yàn)橛性词交ジ衅魇墙柚す獾姆绞絹磉M(jìn)行匹配，會(huì)讓電源保持更好的穩(wěn)定性，而無源式互感器則不同，運(yùn)用的是光學(xué)原理，需要消耗諸多成本，且這種互感器穩(wěn)定性比較差。此外，立足于智能變電站的需求，選擇激光匹配的方式要更加穩(wěn)定，效率也會(huì)更高，更加符合智能變電站的需求和特點(diǎn)。

3.2 通信協(xié)議選擇要點(diǎn)

以往來說，智能變電站在二次電氣的設(shè)計(jì)過程中，所涉及到的通信架構(gòu)和通信協(xié)議也是不一樣的。103 通信協(xié)議更適合站控層網(wǎng)絡(luò)，103 采用傳統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)形式。另一方面來講，通信協(xié)議也會(huì)具有一些不夠完善的點(diǎn)，例如系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，這套通信協(xié)議的缺點(diǎn)就會(huì)展現(xiàn)出來，其核心特點(diǎn)主要應(yīng)用于一些成本比較低的變電站系統(tǒng)中。IE C61850 作為通信協(xié)議的另一種選擇，在實(shí)現(xiàn)上具有很大的優(yōu)勢，但其缺點(diǎn)是需要大量的人員。進(jìn)程層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更適合于第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因?yàn)楹笳卟捎肍T3 幀格式，具有實(shí)現(xiàn)性能高、傳輸時(shí)延固定等諸多優(yōu)點(diǎn)。此外，還有IE C 60044-8 通信協(xié)議的形式。對(duì)于這種通信協(xié)議的使用，主要是針對(duì)對(duì)象的設(shè)計(jì)，使智能變電站更加完善。然而，這種通信協(xié)議在使用時(shí)有很大的局限性。

3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，智能變電站還包括很多的結(jié)構(gòu)層次，其中主要分為三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即：過程層、網(wǎng)絡(luò)層和架空層。設(shè)計(jì)師在分析每一層的時(shí)候，必須根據(jù)實(shí)際的狀況，依據(jù)每一層結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，特點(diǎn)，還有細(xì)節(jié)需求，進(jìn)行詳盡的規(guī)劃設(shè)計(jì)。尤其是網(wǎng)絡(luò)層，這是非常重要的，在整個(gè)智能變電站結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著十分有意義的作用，是其中的核心。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中應(yīng)予以重視?，F(xiàn)在來講，智能變電站在整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)層的方案一定要慎重詳細(xì)認(rèn)真，應(yīng)考慮多種因素，選擇成本最低、最科學(xué)、最合理、最穩(wěn)定可靠、最合格的方案，采用星型以太網(wǎng)支持。

結(jié)束語

對(duì)于智能變電站中的電氣二次設(shè)計(jì)，工作者應(yīng)注重對(duì)智能設(shè)備的選擇，同時(shí)對(duì)通信規(guī)約及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇也十分重要。在利用當(dāng)下社會(huì)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，完善傳統(tǒng)型變電站的基本優(yōu)勢，掌握二次設(shè)計(jì)的智能化要點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量作出有效控制方案，才能為智能化變電站的建設(shè)提供保障。

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（作者單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)新疆電力設(shè)計(jì)院有限公司）