智能化變電站電氣二次設計的要點分析

曾小園

（湖南華晨工程設計咨詢有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

在科技的推動下，國內的智能化技術逐漸成熟，將智能化技術運用到智能變電站的建設中，可以讓變電站的發展水平迅速得到提升。智能變電站已經得到了人們的不斷關注，相關的研究也不斷加強。關于智能變電站，人們已經意識到它的諸多優勢，但是也發現了它的復雜性。在現階段的技術水平下，為了讓智能變電站可以保持良好運行，電氣設備必須保證處于穩定狀態。電氣二次設計涉及到的內容很多，其中有測量控制、在線監測以及遠程傳動等設計內容，另有繼電保護以及電壓無功控制等。為了讓二次設備保持穩定性以及可靠性，要注重對各類設備的標準化建設。

1 智能變電站的的特點及優勢

1.1 智能變電站的特點

與常規變電站不同，智能變電站各類功能更加全面和智能化。在常規變電站中的設備不具有監測和診斷功能，但這些在智能變電站中已經充分實現。數字化變電站不斷建設，成為智能變電站的主要形式，其中還涉及到安全裝置、繼電保護以及監控系統。智能變電站與常規變電站不同，常規變電站不僅有硬件重復配置的缺陷，而且信息傳遞非常不便。對于智能變電站，這些問題都會得到優化[1]。

經過相關分析可以看出，智能變電站是三層兩網的形式。這種結構可以經過站控層、間隔層與過程層，以及兩網即站控層以及過程層網絡，進行信息的共享。智能變電站的主要優勢是，將信息數字化，然后借助網絡實現數據的傳遞，這樣可以讓信息實現充分共享。智能變電站有著如下十分明顯的特點。

首先是常規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，同時也多了電氣二次設備，促進智能變電站的技術進步。過程層可以說是對智能變電站以及常規變電站進行區分的重要因素[2]。 因此，在過程層的設計中，要注重對新技術的應用。

其次是在智能變電站中，網絡化可以借助間隔層設備實現，讓信息的交換效率得到提升。借助網絡化的優勢，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測方面有著非常強的性能優勢。因為各類的智能設備加入，添加傳感器以及執行器，經過電氣控制，可以讓系統保持良好的運行狀態。各類的設備若是出現問題，都可以被系統監測到，分析問題出現的原因，然后進行問題處理。智能變電站在故障診斷以及監測方面體現出非常明顯的優勢。智能變電站可以發揮出智能化優勢，實現對故障的自動診斷以及處理[3]。

最后是智能變電站中的智能終端在光纖技術的幫助下，可以讓終點得到銜接，以往是經過測控柜進行連接。在智能變電站的幫助下，信息的傳遞效率更高[4]。

1.2 智能變電站的優勢

不同于常規的變電站，智能變電站有多個過程層，使得智能變電站具備了更高的數字化水平。此外，就是間隔層的網絡化，讓信息交換更加高效，信息交換率得到了顯著的提升。智能化發展是變電站的一種趨勢，當下智能變電站已經在不斷發展，在電力領域受到人們的歡迎和認可。而關于智能變電站，其實人們也是保持著非常看好的態度，借助對信息技術的應用，可以讓智能變電站中信息傳輸更加高效，實現信息的共享。在智能變電站中，有故障診斷以及在線監測的功能，可以讓工作人員對智能變電站的各方面情況展開監控。對于智能變電站的故障，也可以在智能系統的支持下，實現自動診斷，從而及時采取解決措施。

2 智能變電站的電氣二次設計要點

2.1 智能變電站設備選擇要點

在智能變電站中，一個非常關鍵的環節就是要選擇合適的電氣設備。例如，智能變電站的開關以及電子感應器這些設備，就要進行謹慎選擇。當下的智能變電站在實際的建設中，要加強網絡化建設，使得二次設備促進智能變電站的穩定運行[5]。

首先是對智能開關進行選擇。需要在符合實際規范需求的情況下，選擇適當的開關設備。因為智能開關是否合適，關系到智能變電站的監測系統能否發揮作用，也關系到智能變電站的控制系統運行狀況。同時，智能開關的應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，智能開關也有諸多的缺陷，如成本高，維修也需要一定的費用。

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。在智能變電站的實際建設中，有源式電子互感器更多的被人接受。這主要是因為有源式互感器是借助激光的方式來進行匹配，會讓電源保持更好的穩定性，而無源式互感器則不同，運用的是光學原理，需要消耗諸多成本，且這種互感器穩定性比較差。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定，效率也會更高，更加符合智能變電站的需求和特點。

2.2 通信規約選擇要點

在智能變電站的二次設計中，通常選擇不同通信規約是存在差異的。其中，103規約對站控層比較適合。103規約選擇的是常規設計形式，但是這種規約也有一定的不足，就是在操作方面還是沒有太多的優勢。103規約主要是適合于常規變電站。IEC61850規約是另外一種類型。在智能變電站的實施中，這種規約有著不錯的實施性，但是也有非常明顯的缺點，即成本非常高。在過程層網絡中，IEC61850規約更加適用。因為這種規約運用FT3幀格式，有著諸多的優點，實施性更好，傳輸延時比較固定。此外，還有IEC600448規約，也是一種通信規約，針對對象設計，構建出的智能變電站各方面都很完美。但是這種規約在智能變電站中，局限性也是比較大的，傳輸延時不固定，同時穩定性有所不足，成本也非常高。不同的通信規約，有著不同的特點以及優勢，在智能變電站的電氣二次設計中，要注重對通信規約的合理選擇。相對來說，IEC61850通信規約應用更多，綜合性能要更好一些。

2.3 網絡結構設計要點

在智能變電站的實際設計中，網絡結構的設計也非常重要。通常是將智能變電站分成3個層次，站控層、間隔層及過程層，每個層次都需要設計人員結合層次所具備的特點，展開針對性設計。尤其是要注意，過程層設計是對智能變電站以及常規變電站有區分作用的一個部分，因此在智能變電站的實際設計中，對過程層設計要加強重視。在智能變電站開展網絡結構設計中，要對各方面的元素進行考慮，選擇成本、技術以及性能滿足需求，并穩定可靠的設計方案。其中最符合各方面要求的是星型以太網結構。

3 結 論

在智能變電站開展電氣二次設計中，需要注重在智能設備上的合理選擇，并對通信規約以及網絡結構進行合理設計。技術的進步以及經濟的發展，為智能變電站的設計提供了重要的基礎。為了讓智能變電站設計保持非常好的水平，需要設計人員對智能變電站電氣二次設計的要點足夠明確以及熟悉，以將智能變電站的優勢充分體現出來，為智能變電站的未來發展奠定基礎。