淺析智能變電站二次安全防護系統設計

摘要：隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力資源的需求也越來越大。近年來我國加大了對智能變電站建設的投入，二次安全防護系統作為保障智能變電站正常運行的重要基礎，成為各電力單位重點研究的內容?，F根據智能變電站安全防護要求，介紹了智能變電站二次安全防護系統的設計要點，包括整體框架設計、系統邏輯設計、相關構件設計，闡述了智能變電站二次安全防護系統的應用情況，供相關設計人員參考。

關鍵詞：智能變電站;二次安全防護系統;框架設計;邏輯設計

0 引言

電力二次系統的可靠運行能夠保障智能變電站的運行安全，尤其針對黑客、網絡惡意攻擊、病毒等能夠進行及時防護，避免電力系統失控，同時還能防止變電站一次系統發生事故。對于智能變電站而言，其安全防護的重點是對變電站系統邊界的防護，以實現對系統內部的安全控制，進而保障電力系統的運行安全性與穩定性。

1 智能變電站安全防護要求

1.1? ? 安全區域劃分

智能變電站二次系統安全防護系統的主要組成包括繼電保護裝置、安全自動裝置、安全自動化系統裝置、電能量采集裝置以及故障錄波裝置。

根據相關業務情況，可以劃分智能變電站二次系統安全區域，具體分為實時控制區域、非實時控制生產區域以及生產管理區域。不同安全區域對于安全防護的需求各不相同，在設計其安全防護系統時可以設計不同的防護等級。其中，實時控制區域的安全等級最高，安全等級最低的是生產管理區域。

1.2? ? 安全防護

變電站二次系統能夠控制生產區及其在線運行的業務系統，具有交換數據多、計算關系復雜等特點。在智能變電站二次系統中，一般使用調度數據網對不同的控制區進行連接，其中實時子網能夠與實時控制區相連，而非實時子網則與非控制生產區相連。此時，設計人員應該設計安裝加密網關設備，增設雙向身份驗證功能，實現數據的加密處理，進而保障系統應用層與傳輸層的數據安全。

2 智能變電站二次安全防護系統設計

2.1? ? 整體框架設計

對智能變電站二次安全防護系統來說，最重要的是整體框架設計，只有保證整體框架設計合理，才能夠保障整個安全防護系統的運行質量。根據以上對于二次安全防護系統的分析，制定的整體框架如圖1所示。

從圖1可知，安全區I能夠實現對系統設備參數的提取與分析，進而提高系統運行的有效性;控制區的交換機能夠起到信息傳輸作用，將相關指令發布出去。安全區II負責處理非即時信號，自身并不具備其他設備功能，與安全區I聯系密切，能夠完整記錄系統運行的故障波形，進而完成電能采集工作。安全區III主要起到電力系統管理作用，其本身并不具備控制功能。在電力系統運行過程中，這些區域能夠起到信息傳遞及展示的作用，進而完成數據信息的記錄與調度[1]。

2.2? ? 系統邏輯設計

在系統實際設計過程中，因為安全區I與安全區II之間的數據傳遞關系較為密切，因此，設計人員將這兩個區域作為控制大區開展設計工作，設計人員應該嚴格遵循相關規定設計其專用的防火墻，充分考慮整個系統的結構與特點，防止系統與系統之間出現信息干擾的問題。對于二次系統安全防護系統設計來說，其最為核心的設計原則就是防止外界網絡信號對系統內部運行造成影響，實現對電力系統的有效防護，提高電力系統運行的安全性。

2.3? ? 相關構件設計

在設計系統相關構件時，設計人員應該重視對監控設備以及防護設備的設計。除此之外，二次系統的安全防護系統在運行過程中還會對控制中樞產生作用，實現對不同種類信號的高效處理，對相應的電氣設備發出控制指令。對于構件設計工作，首先要完成對控制中樞的設計，該系統中會出現大量數據流，因此，筆者建議使用計算機智能設備完成控制工作，實現對大量數據的智能化處理。其次要完成通信設備的裝設，目前電力系統中運用較為廣泛的是有線+無線綜合應用的通信方式，適用于有線及無線系統。對于有線系統來說，系統通過光纖通信設備以及線纜，獲取不同種類的信息，并將數據傳輸到控制中樞，使其發出正確的指令。對于無線通信來說，設計人員需要對網關設備間距進行合理設計，同時在端口處增加防護措施，保障系統安全性，防止出現病毒、黑客等入侵的情況[2]。

3 智能變電站二次安全防護系統的應用

3.1? ? 業務系統的應用

業務系統的主要功能是實現對電力系統不同運行軟件的監測，同時開展電能的分析與采集工作，并將這些信息提供給設計人員，設計人員通過以上信息判斷電力系統的運行情況，及時發現并解決系統運行過程中出現的故障。根據上文對智能變電站控制系統結構的分析可知，智能變電站二次安全防護系統的主要功能是對電網進行控制與操作，根據系統運行狀態及時調整變電站的配置。除此之外，設計人員還應該在系統中增設電壓互感器與電流互感器，實時監控電力系統運行過程中的電能情況，并及時將數據信息傳輸到系統中，實現對電力系統的有效控制，提高系統運行質量。其中，智能終端的主要功能是對信號進行合理配置，提高整個系統的運行配合度[3]。

3.2? ? 安全系統的應用

在電力系統的安全系統應用過程中，設計人員還應該根據系統設計的整體框架以及邏輯關系完善不同設施的配置;應該在兩個安全區中間增設橫向防火墻，并保證防火墻與系統適配，才能夠發揮出安全系統的有效功能。此外，設計人員還應該在兩個獨立的安全區中增加設置縱向防火墻以及加密認證網關，當工作人員需要開展電力調度工作時，首先需要進行身份認證，只有當系統確認身份信息無誤后，才會允許工作人員進行操作。一旦系統發現身份信息錯誤，電力系統的二次防護系統就會發出告警信號，并再次對工作人員的身份進行檢查，能夠有效保證整個電力系統的運行安全。設計人員還應該在系統網絡終端設置路由器，方便調度人員對移動設備的使用，同時還能及時對電力系統故障做出反應[4]。

4 結語

綜上所述，智能變電站二次安全防護系統是保障智能變電站正常運行的重要基礎，設計人員應該掌握安全防護系統設計的原則與要點，完成系統的框架設計、邏輯設計以及相關構件設計，進而保障電力系統的安全運行。

[參考文獻]

[1] 梁偉清.智能變電站二次安全防護系統設計與應用[J].通信電源技術，2019，36（8）：30-31.

[2] 姬慧.智能變電站二次安全防護系統設計及應用[J].中國科技投資，2018（34）：79.

[3] 曾振環.變電站二次安全防護系統設計研究[J].企業技術開發，2018，37（9）：98-100.

[4] 李濤，楊桂丹.智能變電站二次安全防護系統設計與應用研究[J].電氣應用，2013，32（1）：26-29.

收稿日期：2020-07-01

作者簡介：崔麗麗（1982—），女，遼寧義縣人，工程師，研究方向：智能變電站二次系統。