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智能变电站电气二次系统优化设计周海龙

发表时间：2020/4/30 来源：《电力设备》2019年第23期作者：周海龙

[导读] 摘要：智能变电站电气二次系统的复杂程度比较高，其主要作用是负责变电站内各种电气设备的控制和调节。

        （广西电网有限责任公司钦州供电局 535000）
        摘要：智能变电站电气二次系统的复杂程度比较高，其主要作用是负责变电站内各种电气设备的控制和调节。通过查阅大量的资料，对智能变电站电气二次系统进行合理的优化设计，以保障智能变电站电气二次系统的设计质量。
        关键词：智能变电站；电气二次系统；优化设计
        随着我国居民对电量的需求不断增加，对于智能变电站电气二次系统设计的要求也越来越高，智能变电站的二次系统采用智能组件、大量的光纤代替了传统变电站的二次电缆，应用通信技术、计算机技术来对电气设备进行控制，通过对数据分析来实现对变电站的实时监控，从而有效提高变电站输电能力，充分发挥智能变电站占地少、效率高的特点。为促进我国变电站电力设施进一步智能化，在接下来的工作中需要积极改进对智能变电站电气二次系统进行研究，确保智能变电站更加安全高效的运行。
        1智能变电站中二次系统的作用
        1.1全面保护控制系统运行稳定性
        智能变电站中的二次系统具有保护与控制功能，比如，自动检查与诊断功能、自动上传相关检查信息与故障信息功能，还可以直接进行采样处理，并根据故障情况自主完成跳闸。
        1.2具有站域保护控制功能
        站域保护控制是智能变电站正常运行的实际需求，也是变电站功能与规模的一种结合。通过整理变电站内对象所具有的开关量、电气量以及就地级保护设备等相关信息完成决策，进而实现低周减载、全站备投等相关功能，实现35kV和10kV的简易母差的保护功能以及110kV单套保护的冗余配置功能。
        1.3实现一体化操作平台
        智能变电站的主要业务功能分为公共服务、基础平台以及统一访问接口3个部分。其中，将第三方扩展应用模块与标准化接口进行连接，可以使其实现设备监测、电网监控等功能，从而提高平台的易维护性与扩展性。
        2智能变电站中二次系统优化设计的重要意义
        2.1实现多种技术的结合，提高智能变电站运行的技术含量
        对智能变电站中的二次系统进行优化设计时，要对状态检测系统、二次设备系统等进行全面的优化与升级，在此过程中采用电力技术、计算机技术等，保证技术的实际应用效果，从而有效提高智能变电站运行过程的稳定性。
        2.2完善智能变电站的服务功能，全面满足电力生产的需求
        智能变电站二次系统的优化设计可以使其更加自动化、智能化与信息化，从而提高智能变电站系统工作的稳定性，更好地为用户提供电力服务。长此以往，能够全面完善智能变电站的服务功能，也可以避免不必要的经济损失，降低电力企业的成本。
        2.3提高智能变电站的实际应用效果，确保电力系统运行的稳定性
        电力系统的应用也会受到自然环境、技术条件等多方面因素的影响，在一定程度上增加了电力系统运行的风险，最终对电力企业的经济效益造成影响。而通过对智能变电站二次系统进行优化设计，可以使变电站的组成结构得到更加全面的优化，提高其工作效率与工作质量，进一步增强变电站的实际应用效果。同时，在对智能变电站进行优化设计时，也可以提高其实际使用过程中的功能性，从而为电力系统运行的稳定性做出确切的保障。
        3智能变电站电气二次系统优化设计
        3.1火灾自动报警系统
        在智能变电站站区位置，都需要设置微机型火灾自动报警系统，其主要作用是与电站建立监控通信，如果发生火灾，则可以及时将火灾信号传递至计算机监控系统中。

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在火灾自动报警系统监控方面，采用集中报警控制方式，其主要作用是对变电站内的所有设备实行火灾检测，如果发生火灾，则还需要负责自动报警，并控制消防联动。在站区采用区域报警监控方式，同时还需要注意设置报警设备，如果发生火灾，则应该立即将火灾信号传递至计算机监控系统中。
        3.2自动控制方式及范围
        一是控制管理方式。本电站拟采用1套全计算机监控设备对全站所有机电设备进行集中监控，运行方式按“无人值班”(少人值守)考虑。二是自动监视控制范围。变电站内及附属系统设备监控、实时数据监视用电系统设备监控、主变压器监控、全站公用及辅助系统设备监控以及220kV开关站设备监控。
        3.3继电保护及安全自动装置
        在该智能变电站建设中，对于所有保护设备，都采用微机型。为了确保发电机、主变压器保护装置的正常运行，应该提升其抗干扰能力，并要求具备良好的自检功能和自恢复功能，同时还能够与计算机监控系统实现通信。根据发电机、主变压器等主设备分别组屏。对于变压器及全站供配电系统等的继电保护装置，分别采用微机型测控保护综合装置，安装在相应的高压开关柜上，测控保护综合装置采用I/O和数字通信两种接口方式与计算机监控系统的公用LCU联接。
        3.4二次接线
        含测量系统、同期系统、开关操作及闭锁、信号系统、电流电压互感器配置、电流电压互感器配置等内容。
        3.5控制保护电源
        在该智能变电站建设中，秉持无人值班或者尽量少人值班的原则，因此，变压器保护、220kV线路保护均按双套配置，重要的控制回路也考虑了必要的冗余，故要求控制保护电源必须安全可靠且也应按冗余进行配置。在变电站控制方面，可以采用两套阀控式密封铅酸蓄电池作为电源，蓄电池直流220V，蓄电池容量初步估算为400Ah，蓄电池只数为104只，单体蓄电池浮充电压为2.23V。站区220V直流系统充电浮充电装置选用一套微机型高频开关电源装置，并选择10A的充电模块，并采用单母线分段接线形式。本电站设备所需的交流控制操作电源取自厂用电380/220V系统。计算机监控系统上位机及网络设备设置有独立的电源装置(UPS)。
        3.6合理选择变电站二次设备
        智能变电站二次设备的选择是变电站正常运行的重要先决条件，因此应该慎重的对待其电子感应器或其他开关装置的选择，如果选择了具有较差性能的感应器，设备运作的自动化水平等会受到影响，而智能变电站普遍存在进线网格化的现象，对电气二次设备的运转和变电站的运行提供了有效依据。在智能变电站电气二次设计过程中，因为受许多客观因素的制约，电气二次设计可能会有以下问题出现：第一，智能开关。在选择智能开关的过程中，因为智能开关对智能变电站的运行起着决定性的作用，还具有在线监测功能等还影响着智能变电站的控制和在线监测功能，所以应该基于对智能变电站具体情况充分了解和掌握的基础上合理选择。另外不同智能开关配置不同接口，所以在建设智能变电站时应该注意智能开关及二次设备的匹配情况可促进变电站的发展更加层次化和智能化。但需要注意，和常规开关相比智能开关具有较高的成本，因此应该视情况分析；第二，如果智能变电站使用的开关的常规类型的，应该设置数字化接口，但是无法实现在线监测功能；第三，选择电子互感器时，如果选择的互感器是源式的，为保证电源更加稳定，还需要匹配激光方式。而无源式电子互感器的实现主要是对光学传感技术的有效应用，但其稳定性不足，而且会耗费较多成本，因此一般情况下选择较少。
        结语
        综上所述，这些举措的灵活使用，有利于实现智能变电站二次系统的优化设计，促使智能变电站能够处于稳定的运行状态，促进我国电力事业发展。因此，未来智能变电站朝着信息化、智能化及自动化方向发展的过程中，需要对其二次系统的优化设计给予足够的重视，从而为我国智能变电站整体建设水平的不断提升提供保障，确保其使用中实际作用的充分发挥。与此同时，实践过程中应加强智能变电站二次系统功能特性分析，在此基础上实现其优化设计目标。
        参考文献
        [1]陈莉.智能变电站二次系统优化设计及研究[J].工程技术研究.2017(01)
        [2]黄莉迪.智能变电站二次系统优化设计探索[J].智能城市.2016(05)