智能變電站二次設計過程中常態問題與優化建議

齊保振

摘要：本文分析了智能變電站系統二次設計常見問題和要點，加強智能變電站二次設備布置優化、閉鎖回路的優化，重視虛擬回路設計的準確性，并提出了變電二次設計相關措施，主要從變電站電氣設備的選擇，智能輔助系統的設計，二次電源的選擇，三維設計技術的應用四個方面進行討論，智能變電站的二次設計不僅要抓住關鍵點，還要注重細節，充分應用新技術，以便進行精準的二次設計，為電力系統提供安全可靠屏障。

關鍵詞：智能變電站;變電二次;三維設計;優化建議

中圖分類號：G210.7文獻標識碼：A文章編號：190416881

一、引言

目前，隨著信息技術的飛速發展，我國電力系統也進入了智能化、數字化的發展階段，變電二次也從繼電器保護、微機保護裝置到現在的智能保護裝置的演變，有力的推動了電網的智能化，提升了安全性。然而，由于近年來設計人員對智能變電站二次系統的設計還沒有進行準確的理解和掌握，在一些過程中也沒有進行合理的設計，在一定程度上影響了我國電力系統的正常運行。

二、智能變電站二次設計的問題和注意點

在智能變電站系統二次設計過程中，需要用智能終端、合并單元等各種新技術設備，對電氣設備的具體運行狀態進行系統地采集和控制。智能變電站二次設計應按照設計規范的要求，結合不同電壓等級的變電站和平面布置，對二次回路和設備布置不斷優化和改進，保證資源的利用效率和二次設計的質量。

1. 智能二次設備布置問題

不同電壓等級、不同環境的變電站，變電站的建筑結構不同，電氣一次進出線通道、一次設備布置以及周邊環境的差異，對變電二次設備和屏柜的布置都提出了優化需求，不能照搬一些設計模板，要在設計規范的要求下，對二次合并單元、智能終端等智能設備就地下放布置到一次設備附近的位置，加強信息數據采集的共享共用，對二次電氣回路進行優化，節約二次電纜，降低變電站的整體成本。

2.智能變電站的閉鎖回路設計問題

變電站的二次閉鎖回路是防誤操作的重要部分，正確合理的設計閉鎖回路對于防止電網事故和保障人身安全具有重要作用。當前一些變電站的設備電氣閉鎖回路存在不規范、不完整等問題。所以在智能變電站的設計中要加強設備的電氣閉鎖和GOOSE信號閉鎖的結合，從整體出發，考慮全面，理清各設備和信號之間的閉鎖邏輯，準確畫出邏輯圖，選用最優化的方案。要充分考慮好閉鎖的可靠性和安全性，嚴格按照設計規范的要求，來設計閉鎖電源，確保每個回路都不存在寄生回路。

3.重視虛擬回路的設計準確性

智能變電站設計中，對二次虛擬回路的設計，需要根據全站的保護裝置、智能組件的物理連接，全站的SV/GOOSE的數據信息圖，以及各設備虛端子接線表，進行設計設計全站的二次回路。針對智能化設備就地部署的要求，對二次回路的設計進行優化和簡化，減少對斷路器/刀閘輔助接點數量的要求，充分利用GOOSE報文，簡化斷路器總位置信號回路。取消控制轉換開關及其相關的二次回路，降低誤操作的可能性。

三、變電二次設計相關優化措施

變電二次設計注重細節，強調精準無誤。設計人員要在工作中避免簡單套圖，充分結合工程的一次布置、出線、建筑等實際情況，從二次設備布置、線纜優化、設備選擇到智能系統設計，進行全面的考慮和優化，爭取將變電站二次設計做到最準確、資源做到最節約、保護做到最可靠。

1.變電站電氣設備的選擇

在智能變電站設計中，二次設計人員要對保護設備的配置、功能和具體參數提出準確的要求，根據保護配置規范，對變壓器保護、線路保護、母線保護等保護裝置的功能、接口和通信協議進行選擇，對智能組件合并單元、智能終端的背板采樣、控制接口以及通信模塊、電源模塊統籌考慮，既要滿足需求，又要避免多配造成浪費。

2.智能輔助系統的設計

變電站的智能輔助系統是實現變電站設備運行環境與安全狀態24小時全天候智能化監控的重要技術手段，為后期變電站的運維提供便利。智能輔助系統一般包含環境監測、照明、消防、門禁、視頻監控等系統，目前這些子系統都是分散設計，系統整合度和集成度較低，無法基于系統開發一些高級的智能應用。在大力建設泛在電力物聯網的大背景下，要優化系統網絡結構和實現方式，配置統一的數據服務器，各子系統的運行數據統一存儲，實現系統之間的信息共享、相互協同。加強各子系統之間的聯動邏輯，比如火災報警、門禁、通風系統等之間的聯動，根據告警信息自動對事故區域進行圖像、視頻分析。

3.二次電源的選擇

智能變電站二次設備的電源選用直流電源或者交流電源，交流電源一般為220V，一些重要的二次設備需要UPS電源供電，直流電源一般為220V、110V，通信設備的電源一般為直流48V。一些二次設備要求使用交流電源，為了確保交流負荷用電的使用安全，設計人員應當用三相電源提供電力，這樣就能防止因為電壓不穩定而跳轉到低電壓出現的失電現象。只有當變電站內的所有設備都能正常工作時，變電站二次系統才能安全可靠工作。

4.三維設計技術的應用

信息數字技術的發展，對變電站的準確精準設計提出更高的要求。三維技術在智能變電站設計中的應用極大提高了變電工程的設計、施工以及運行的效率和效益。目前三維數字化設計主要應用在變電站土建、變電一次、變電二次等各專業的協同設計及管理流程。變電站二次的三維設計，主要是在屏柜的布置、設備的安裝、電回路以及光回路的可視化、數字化設計，通過建立各間隔設備和屏柜光纜、電纜的連接關系，自動構建站控層網絡。完成電纜清冊、光纜清冊、設備清冊等，自動計算光纜、線纜的長度，大大提高設計的準確度和設計效率。

此外，在變電二次設計的過程中，電纜的選擇和設計也要充分的考慮二次回路，嚴格按照二次電纜規范，對電纜進行選型和芯線設計，充分考慮規范中規定的不同信號不可共用同一根電纜的情況。

四、結語

總之，隨著新技術的不斷發展和應用，為智能變電站二次系統的建設、保護和運行帶來了巨大的效益。但是，電力系統的運行環境和要求也越來越高，這對變電站的二次設計提出了更多的要求。變電站的二次設計不僅要抓住關鍵點，還要注重細節，不斷應用新技術進行創新，為電網提供智能安全的保護屏障。

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