基于節(jié)能降耗的智能化變電站設(shè)計要點分析

陳孟泉

信息科技時代背景下，設(shè)計開發(fā)自動化智能變電站成為了電力企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、貫徹落實國家環(huán)保政策的主要路徑。智能化變電站的應(yīng)用有助于快速實現(xiàn)節(jié)能降耗目標。現(xiàn)階段，我國電力行業(yè)設(shè)計研發(fā)智能化變電站的理念、技術(shù)以及與其相配套的制度、法規(guī)等還具有較高提升空間。基于此，以下對節(jié)能降耗的智能化變電站設(shè)計要點進行了分析，以供參考。

節(jié)能降耗;智能化;變電站;設(shè)計要點

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

節(jié)能降耗下設(shè)計智能化變電站應(yīng)當遵循下述五點原則，第一，在設(shè)計過程中應(yīng)當始終堅持變電站運行穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟的原則;第二，通過互聯(lián)網(wǎng)與設(shè)備的充分整合，提升設(shè)備的智能化程度，減少智能化變電站建設(shè)成本，應(yīng)當堅持充分應(yīng)用現(xiàn)有資源的原則;第三，根據(jù)變電站通信協(xié)議，建立建設(shè)智能化變電站監(jiān)管系統(tǒng)，要求能夠監(jiān)管變電站整體以及各個部分的運行，防范故障風(fēng)險、安全事故等，提高運維效率。由此，設(shè)計過程中應(yīng)當立足于防范風(fēng)險的原則;第四，最大程度上集成電力設(shè)備，簡約變電站設(shè)計，融合人性化設(shè)計原則。注重通過合理布局多角度提高變電站智能程度。可以立足于網(wǎng)絡(luò)布局實現(xiàn)電力企業(yè)資源共享，進而充分利用現(xiàn)有資源，保障變電站整體高效運行，進一步提升變電自動化、智能化、現(xiàn)代化水平，降低建設(shè)智能化變電站全生命周期的造價;第五，采用先進技術(shù)、設(shè)備，同時注重確保設(shè)備、技術(shù)可升級，以使得設(shè)備、技術(shù)能夠隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展完善，滿足變電站更新需求，為市場提供充足的新型電力能源。

（1）建立統(tǒng)一的信息模型和采用相同的信息接入?yún)f(xié)議，構(gòu)建變電站特有的信息平臺，從而做到變電站內(nèi)信息資源共享。因為采用了相同的通訊協(xié)議和信息模型，使變電的機器設(shè)備之間能夠更好的相互協(xié)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(shè)計和維修費用。（2）信息共享標準化。變電站智能化改造可以實現(xiàn)信息共享的標準化，通過相關(guān)的技術(shù)與標準，可以進行數(shù)據(jù)的簡化處理，從而實現(xiàn)信息在變電站各個獨立系統(tǒng)中的連接與配合，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)運行平臺，提升電力系統(tǒng)運行的整體效果。（3）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?shù)乃俣群托盘枩蚀_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(xiàn)了設(shè)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。（4）智能化技術(shù)的進步改變了傳統(tǒng)的信號傳輸方式，數(shù)字與光纖逐步取代了傳統(tǒng)的模擬信號傳遞，比如在變電站測控保護裝置上，輸入與輸出信號都是數(shù)字信號，從而使得信號傳遞的效率更高，穩(wěn)定性更強。變電站通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化與智能化程度更高，有效實現(xiàn)了數(shù)據(jù)、資源的共享，實現(xiàn)了智能化的發(fā)展。

3.1對一次設(shè)備進行智能化升級

對變電站進行必要的智能設(shè)計是變電站節(jié)能降耗的科技基礎(chǔ)。可視化、數(shù)字化、一體化和信息交互性是智能變電站一次設(shè)備進行智能化設(shè)計的要求。在對一次設(shè)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(nèi)分別配置智能終端。例如分別配備專門的智能終端在母聯(lián)間隔和母線設(shè)備間隔上。對變電站裝配全站和核心部件狀態(tài)監(jiān)測后臺系統(tǒng)，通過跟蹤監(jiān)測，獲取變電站運行的各項數(shù)據(jù)，然后進行匯總和分析，并提出針對性調(diào)整和檢修方案。過程層設(shè)備采用一對一的方式和間隔層的設(shè)備進行連接。過程層其實就是一二次設(shè)備的相結(jié)合的一個面，結(jié)合面上的設(shè)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(xié)議和信息模型，和站控層實現(xiàn)信息的交流互動。

3.2變壓器選型設(shè)計要點

節(jié)能降耗理念下應(yīng)當選擇在電能轉(zhuǎn)換時期損耗小的變壓器，以降低空載、負載以及附加損耗，在設(shè)計智能化變電站時通過合理選擇變壓器均能夠得以實現(xiàn)。具體而言，可以將散熱器作為參考，例如，選擇70%容量的ONAN變壓器，以達到解決風(fēng)能的目的。總之，以選擇低能耗裝置為主。

3.3總平面布置考慮節(jié)能

在我國實行最嚴格的節(jié)約集約用地制度，主要是為了節(jié)約土地資源。在110kV變電站總平面布置中，首先，總平面布置占地面積不能超過《電力工程項目建設(shè)用地指標》要求，在此前提下，進行合理優(yōu)化。在滿足變電站工藝要求的前提下，充分考慮進出線和進站道路的引接條件，同時根據(jù)地形、地貌，以及環(huán)境特征等綜合因素，合理確定站址的定位坐標、方位和場地標高，減少拆遷還建工程量，減少土石方工程量、地基處理工程量以及施工難度，節(jié)省工程投資。應(yīng)充分利用站內(nèi)場地，緊湊布置，盡量減少占地面積，提高土地利用率，以節(jié)約寶貴的土地資源。站內(nèi)布置盡量壓縮各建筑物的規(guī)模，布置有主控綜合樓，并將主控制室、通信室、檢修、工具間及值班休息室等設(shè)計成聯(lián)合建筑，從而減少各建筑物之間防火距離，節(jié)約用地，同時增大建筑體量，豐富立面效果。

3.4對二次設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)化布局

3.4.1站控層設(shè)備管理成網(wǎng)絡(luò)化分布

站控層設(shè)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(shè)備達到對變電站進行智能控制管理的目的。站控層設(shè)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(shè)備以及各項設(shè)備功能，形成對變電站全天候的監(jiān)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(shè)備通過智能終端將自檢和掃描后的信息上傳，實現(xiàn)對整個變電站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。

3.4.2變電站間隔層設(shè)備的配置情況

監(jiān)測系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、錄波系統(tǒng)和計量系統(tǒng)等中的設(shè)備是共同組成變電站間隔層。間隔層在站控層的網(wǎng)絡(luò)失去監(jiān)控管理能力的時候，它的二級子系統(tǒng)能夠獨立完成對本間隔層內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控管理。通過在各個間隔層配置數(shù)字接口處設(shè)計專門的保護性檢測和控制設(shè)備，對變電站間隔層的設(shè)備運行進行檢測和管理。另外在間隔層的設(shè)備之中也同樣執(zhí)行變電站通用的通訊協(xié)議，起到自我檢測狀態(tài)和自我描述的作用。也就是說間隔層利用變電站統(tǒng)一的通訊協(xié)議進行通訊和監(jiān)測管理本層內(nèi)設(shè)備的運行。同時間隔層內(nèi)的設(shè)備也具備基本的數(shù)據(jù)分析和向站控層傳遞數(shù)據(jù)信息的功能，并不完全依靠于站控層設(shè)備對本層設(shè)備進行監(jiān)控管理。

21世紀，智能化變電站是傳統(tǒng)變電站的重要發(fā)展方向，新型變電站會隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。在設(shè)計過程中，設(shè)計師應(yīng)當充分把握節(jié)能降耗背景下，智能化變電站的組成，在設(shè)計一次、二次設(shè)備以及變電器選型的過程中緊緊把握住智能化變電站設(shè)計原則，最終成功設(shè)計出可成長型的智能化變電站。

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