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智能化变电站中电气二次设计要点分析朱兴灯

发表时间：2021/4/28 来源：《电力设备》2020年第33期作者：朱兴灯

[导读] 摘要:信息化时代电力行业迎来了迅猛发展，智能化变电站建设数量也在逐渐增多。

        （广东南海电力设计院工程有限公司 528200）
        摘要:信息化时代电力行业迎来了迅猛发展，智能化变电站建设数量也在逐渐增多。智能化变电站实际建设过程中，电气二次设计是重要环节以及内容。为了保证智能化变电站能够稳定运行，需要结合电气二次设计各种要求，对各方面建设资源都进行合理配置，对智能化变电站的各项功能都进行有效完善。
        关键词：智能化变电站；电气二次设计；要点
        前言：随着科技技术的不断进步，智能技术在各行各业都得到了广泛应用，变电站应用智能化技术能够提高变电站工作水平。智能化变电站在实际应用中具有诸多优势，但同时其整体设计结构也较为复杂。现阶段为了确保智能化变电站保持良好运行状态，需要对电气设备的稳定性做出保证。因此就需要加强电气二次设计，在远程传动、在线监测、电压无功控制、继电保护以及测量控制等方面实施标准化建设，推动智能化变电站的顺利运行。
        1.智能化变电站的特点及优势
        1.1智能化变电站特点
        与常规变电站相比较来看，智能化变电站在特点上具有智能化以及全面化的特点。常规变电站中，其各项电力设备并不具备诊断以及监测的功能，而智能化变电站则可以实现自动化监控。目前智能化变电站大都是三层两网形式，其具体优势是将智能化变电站的信息实现数字化和可视化，通过网络对各种直观信息进行传递，对信息实现充分共享，有利于智能化变电站的运行调控。这种智能化变电站的特点具体在三个方面有所体现，一是智能化变电站具有过程层，在其设计中新技术的使用力度也会明显加大。二是智能化变电站的网络化需要借助间隔层设备来实现，让信息的交换效率得到明显上升，正是这一网络化特点，才让变电站信息更具有交互性。三是性能优势，智能化变电站能够对各类设备的故障问题及其原因进行监控，实现对故障的自动处理以及诊断。通过对一些电力设备进行执行器以及传感器的添加，增强对系统的各项感应能力。最后智能化变电站的智能终端，其借助于光纤技术的实施，能够让终点和智能光端得到顺利衔接。而在常规变电站中，连接方式大都为侧控矩阵。智能化变电站通过这一连接方法的采用，能够让信息之间的传输效率明显变快[1]。

        1.2智能化变电站优势
        由于智能化变电站相较于常规变电站在过程层上更多，因此其数字化水平更高。并且由于间隔层网络化特点，其信息交换效率也更加高效。此外借助于智能化变电站中信息技术应用程度的加深，智能化变电站内部的信息传输能够实现完全共享。此外智能化变电站都具有在线监测以及故障诊断的功能，有助有相关人员对整体变电站运行情况做出全面监控，对一些风险隐患进行预见性处理，降低故障发生率。而当故障发生以后，智能化变电站还能够对问题故障的具体表现进行精准定位，为后续应对措施提供真实反映，有利于提高变电站的工作稳定性。
        2.智能化变电站电气二次设计的要点
        2.1智能设备的选择要点
        选择合适的智能设备，是智能化变电站智能水平的先决条件。例如智能化变电站一些电子感应器和开发设备，如果没有做好谨慎选择就会严重影响智能化工作效率。当前智能化变电站的实际建设，应该对网络化建设进行加强，确保二次设备能够稳定促进智能变电站的运行。因此在智能设备的科学选择上，一是科学选择智能终端，变电站设备选择合适的断路器智能终端以及本体智能终端，同时考虑到智能终端的各项作用，确保智能终端能够在变电站运行过程中发挥出良好的对时、测控、通信以及辅助功能。在设备特征要求上，需要重点坚持三个原则，即控制智能化、信息数字化以及状态可视化等[2]。二是要选择合适的智能交换机，智能交换机是在传统通信业务模型要求下，采用现代通信技术，兼容各种组网模型，同时支持多业务的共同传输。智能交换机的选择，应该依照其功能进行科学选择，一是要保证智能交换机能够实现高效的业务识别，做到快速的数据交换。二是业务流到逻辑子网能够实现充分映射，三是要能够进行逻辑隔离。最后还要确保过程层网络实现即插即用，这些都是智能交换机选择需要重视的地方。总之智能设备选择需要立足于智能化变电站的实际需求，来选择合适的激光匹配方式，提高工作效率，促使智能化变电站的作用充分发挥出来。

        2.2网络结构的设计要点
        在智能化变电站实际电气二次设计中，网络结构的设计尤为关键。其主要是将智能化变电站划分为三个层次，分别为过程层、间隔层以及站控层。每个层次的设计都需要设计人员根据层次特点和整体变电站要求进行科学化的针对性设计。在设计过程中需要强调的是，过程层设计是区分常规变电站和智能化便能电站作用的重要部分，在实际过程中需要对过程层的设计尤为重视。这就要求设计人员在实际网络结构设计过程中，对各种影响因素和设计要求都进行充分考虑，对性能以及成本进行反复衡量，设计出稳定可靠能够满足变电站运行需求的方案。目前来看综合各方面需求，最具有设计价值的网络结构为星型以太网结构[3]。
        2.3通信规约的选择要点
        智能化变电站的电气二次设计，在通信规约选择上存在明显差异。其中针对站控层，大都采取103规约方式，作为一种常规设计形式其在操作层面上并无明显优势，在一些常规变电站有着重要应用。而IEC61850规约在智能化变电站也有着不错的实施性，但其缺点也比较明显，即在建设成本上比较高昂。在目前智能化变电站的过程层网络建设上，IEC61850规约有着较为普遍的应用，主要是因为这种规约是以FT3格式所运行，整体优点比较明显，不仅传输延时比较固定，同时能够满足大多数变电站的实施要求。除此之外还有其他通信规约可供选择，例如 IEC600448 规约以对象设计为基础，所构建出来的智能化变电站在各个方面都很完美。除了应用优势明显外，该通信规约的应用局限性也比较明显，例如稳定性有所不足，在传输延时上也不够固定，并且也有着较高的建设成本。总之不同的通信规范在优点以及不足上都不尽相同，智能化变电站的二次电气设计需要注重对通信规约进行合理选择，总体来看推荐选用IEC61850规约，其有着更强的综合性能[4]。
        3结束语
        智能化变电站的电气二次设计，需要对智能化设备进行科学选择，对网络结构以及通信规约都进行合理设计。为了提高智能化变电站的整体设计水平，需要有关设计人员在设计过程中对电气二次设计的要点都进行熟悉和明确，将智能化的优势充分彰显出来，提高变电站整体建设水平。
        参考文献：
        [1]李巍, 代佰华, 伊瑞鹏,等. 提升小波用于智能变电站电气设备状态信号去噪研究[J]. 现代电子技术, 2020, 043(008):82-85.
        [2]黄文英, 郭炎福, 宋福海. 图论在智能变电站二次安全措施中的应用探索[J]. 电网技术, 2020(1):291-297.
        [3]金能, 林湘宁, 徐宁,等. 应对直流电源丢失问题的中压变电站二次系统性能提升方案及远方冗余保护新判据研究[J]. 中国电机工程学报, 2018, 038(018):5479-5489,后插19.
        [4]唐楚雪, 陈德明. 基于模糊数学和变权理论的智能变电站二次设备状态估计[J]. 电气自动化, 2018, 040(006):71-73,107.