杨凡
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摘要：随着当前时代的发展，电子信息化技术以及互联网技术高速发展，变电站在发展过程中也需要优化自身内容实施升级保障自身具有较强的市场竞争力，在实现全面电力供给的基础上形成智能化、高质量地电力供给，因此不少变电站都开始实施变电站的改建工程，在常规变电站的基础上进行电气二次设备智能化改造设计，实现变电站全站信息的数字化、网络化和信息共享的标准化，提升变电站的整体工作效率，促使变电站能够提供更加安全便捷的服务。
关键词：变电站；智能化改造；电气；二次设计
引言：
随着国家经济的快速发展和民众生活质量的逐步提升，对电网的安全可靠性提出了更高的要求，而常规变电站和数字化变电站还存在着一些难以克服的问题，如设备间的互操作性较差、缺乏一次设备的状态检测、通信标准不统一不规范、缺乏基于模型的标准规范和站控层的高级应用等等，问题的存在对电网的运行带来了不确定性，因此常规变电站的智能化改造是适应时代发展的必然趋势。
一、变电站电气一次设备配套智能组件的选择和配合
智能组件是常规变电站智能化改造中必然要设置的设备，承担所对应的电气一次设备或公用的测量、计量、控制、保护及状态检测的部分或者全部功能。
改造依据经济实用的原则，根据电气主设备的更换如否采取不同的设计方案。如主设备不更换，则在考虑满足设备安全防护要求的前提下，依据现场的条件和设备的型号增设传感器和智能终端设备。主设备如更换，则可直接采用智能设备。智能组件就地安置在宿主设备旁，可与宿主设备的汇控柜合并，且具有标准化的物理接口及结构。为了提高可靠性，与间隔层或站控层网络采用光纤通信的方式，传输基于DL/T860标准规约的GOOSE报文。
在满足技术先进、运行可靠的前提下，常规互感器宜改为电子式互感器，电子式电压互感器宜按照间隔配置，可提高采样的可靠性，若保护测控装置安装在户内开关柜柜内时，常规的互感器可不更换，同间隔内采样电缆连接，降低工程造价。根据互感器的改造情况，合并单元采集互感器输出的模拟量或者数字量，采样值通过光纤传送至间隔层设备，支持稳态、动态、暂态数据的分别输出。保护装置的采样值信号采用直接采样的方式提高可靠性，测量采样值报文传输采用DL/T860网络通信协议。采集多路电气量时，合并单元还需具备合理的时间同步机制和采样时延补偿机制，确保输出的电气量相差一致，母线间隔的合并单元还需具备电压切换或并列功能。
二、变电站间隔层及站控层设备的改造
变电站自动化系统由站控层、间隔层、过程层设备组成，各层设备之间通信统一采用DL/T860标准规约，且各层通信网络宜相对独立。
间隔层内继电保护装置根据智能组件和电子式互感器的改造情况相应的调整。保护应直接采样，直接跳闸，涉及到多间隔的，也宜采用直接跳闸方式，如直接跳闸有难度，采取的其他方式须满足可靠性和快速性的要求。如继电保护装置为双重化配置，相应的智能组件和电子式互感器也应双套设置，且两套保护分别取自相互独立的智能组件和电子式互感器，涉及的通信设备、电源也应相互独立。保护装置与本间隔内的智能组件之间应采用GOOSE点对点通信方式，保护装置之间的联闭锁信息、失灵启动等信息宜采用GOOSE网络传输方式。
保护装置按照DL/T860标准建模，具备完善的自描述功能，与站控层设备直接通信。
间隔层测控装置、故障录波装置、电能计量装置与本间隔、其他间隔、站控层设备网络连接，传输采样值、GOOSE及MMS报文，相应的装置通信规约采用DL/T860标准，按照DL/T860标准建模。在站控层及其网络失效时，间隔层设备仍能独立工作。
站控层设置了主机兼操作员站、远动通信装置、网络通信记录分析系统及智能接口设备，设置的站控层网络实现站控层设备之间及与间隔层网络之间的通信，传输MMS及GOOSE报文，220kV及以上电压等级站控层宜采用冗余网络。站控层网络应采用开放的分层分布式的结构，集成SCADA、状态检测、继电保护、电能量、故障录波、辅助系统等数据，组成信息一体化平台，实现了信息共享以及功能的整合，满足了无人值班、调控一体化技术的要求，除此之外，站控层智能化改造后还应能根据变电站各级电压的不同需求实现自动生成典型操作流程与自动安全校核及二次软压板远方遥控的顺序控制、全站统一同步对时系统、全站系统统一配置、网络记录分析、主要一次设备状态信息的可视化、智能告警及分析、自动生成故障初步分析报告、源端维护、站域控制、与外部系统交互等功能。
变电站改造后的直流系统、站用电系统、UPS系统、图像监视和安全警卫系统、火灾自动报警系统与变电站自动化系统的通信规约宜采用DL/T860标准。
三、全站通信电缆及光缆的改造敷设
改造后站控层设备宜集中布置在二次设备室，户外配电装置的间隔层设备也集中布置在二次设备室，户内配电装置的间隔层设备则就地安装，智能终端设备安装在配电装置旁边，户外配电装置的合并单元安装在二次设备室，单独的组柜，或者与保护装置一起组柜，户内配电装置的合并单元安装在配电装置旁边。改造之后，设备间的电缆连接数量大大减少，除部分智能终端的信号采集、传统互感器的采样及部分分合闸回路为电缆连接外，其他信号均采取了光纤或网线传输，随着智能设备可靠性的提高，电缆数量还会进一步减少。光缆以及电缆的铺设可使用原有的电缆敷设通道，同时注意电压、电流对相关电缆以及光缆的影响，采用符合标准的材料施工，最终结束之后要检测是否能防雷，并且电线要注意接地，两者都需要进行妥善的抗干扰测试。
四、结束语
当前变电站改建工程的主要目标除了将常规模式的线路和结构进行升级之外，还有关键性的一点就是要实施电气工程自动化、智能化，从而促使变电站在改建工程中形成更加可靠、环保、节能的智能化服务模式，以互联网以及信息化共享技术为基本，形成自动化的信息收集平台，从而有效完成电网的实时监控、智能调节、自动筛选问题的解决方案、协同互助的模式形成变电站的整体升级。推进变电站自身的构建变更，促使网络构架推进当前变电站的实时性、可靠性以及经济性，针对可能出现的故障进行高效排查，同时优化电气设备，从而实现变电站整体机能的完善。
参考文献：
[1]王莹莹,王琦.浅论110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].建筑工程技术与设计,2018(1).
[2]苗梅,张增峰.三维设计在变电站二次系统布置中应用研究[J].华东科技:学术版,2018(6):247-247.
[3]王莹莹,王琦.浅论110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].建筑工程技术与设计,2018,000(001):1308.
[4]涂福荣,陈晓捷,汪逍旻.变电站电气二次专业三维数字化协同设计方案探讨[J].电工技术,2019,491(05):56-57.