节能降耗背景下智能化变电站设计要点分析

闫英

（运城市电力设计院，山西 运城 044000）

新型变电站设计要最大程度的达到节能降耗的目的，必须在智能化的基础上进一步整合和完成管理。我国智能变电站发展还不成熟，设计施工理念都还不完善，也缺少配套的制度法规，因此在智能化变电站设计方面还需要不断的学习和摸索。

1 智能变电站概况

现代智能变电站的主要构成，分为站控、过程和间隔三个组成部分。其中站控层主要是通过智能化系统，利用变电站内专门设计的通讯网络和构建的监测管理系统对过程层和间隔层的设备运行进行监测和管理，还可以通过这个监控管理系统实现对整个变电站运行的安全管理。过程层的主要构成是组件合成的智能设备、一次设备、智能终端和合并单元。过程层的主功能是实现变电站分配、传输、测量等一系列相关的功能。间隔层主要指二次设备利用间隔数据对间隔层中的一次设备进行通信和管理的功能。

2 智能化变电站的优势

2.1 建立统一的信息模型和采用相同的信息接入协议，构建变电站特有的信息平台，从而做到变电站内信息资源共享。因为采用了相同的通讯协议和信息模型，使变电的机器设备之间能够更好的相互协作，提高了信息资源共享的速度和效率，也降低智能电站的设计和维修费用。

2.2 使用最新的光纤维信号传输，比以往通过电缆进行信号传输提高了传输的速度和信号准确度，降低了安装和维护的费用。采用电子式互感器解决了电磁式互感器的饱和问题，实现了设备无油化，颠覆了绝缘概念提升了变电站的安全性，减少了占地面积。

2.3 实现变电站一次设备运行状态的在线监测，各在线监测装置采用统一的后台、架空、接口及通信规约。应用合并器解决数据采集设备重复投资问题，有效降低建设成本。

3 智能化变电站的设计原则

3.1 对变电站智能化设计必须要保持变电站整体的稳定性和运行的经济性。

3.2 提高设备的智能化，并对这些设备进行网络组合，降低变电站建设运行成本。

3.3 通过变电站通用通讯协议，构建变电站监测管理系统，监测和管理全站和部分关键设备运行状态，减少变电站故障次数和增加维修效率。

3.4 高度集成设备，实现功能简约化和人性化。增强变电站智能化程度，对变电站设备进行合理的整合布局，通过网络布局进行全站信息资源共享，提高变电站整体运行效率，提高变电站运行的自动化水平和管理效率，优化整个变电站的全寿命周期成本。

3.5 所采用的新设备和技术都要保留升级的功能，从而使设备能够随着科技的发展不断升级，以满足市场需求的发展变动。

4 智能化变电站装配设计要点分析

4.1 对一次设备进行智能化升级

对变电站进行必要的智能设计是变电站节能降耗的科技基础。可视化、数字化、一体化和信息交互性是智能变电站一次设备进行智能化设计的要求。在对一次设备进行智能化的时候，要在主变压器中安装智能终端和配套的合并单元。在出线间隔、主变进线间隔内分别配置智能终端。例如分别配备专门的智能终端在母联间隔和母线设备间隔上。对变电站装配全站和核心部件状态监测后台系统，通过跟踪监测，获取变电站运行的各项数据，然后进行汇总和分析，并提出针对性调整和检修方案。过程层设备采用一对一的方式和间隔层的设备进行连接。过程层其实就是一二次设备的相结合的一个面，结合面上的设备具有自我检测和自我描述的功能，并通过实行共同的通讯协议和信息模型，和站控层实现信息的交流互动。

4.2 对二次设备进行网络化布局

4.2.1 站控层设备管理成网络化分布。站控层设备不需要安排专门的员工来值班，而是通过建立无人值班变电站，通过智能设备达到对变电站进行智能控制管理的目的。站控层设备可以提供方便的人机交流界面，方便管理人员管理控制过程层和间隔层的设备以及各项设备功能，形成对变电站全天候的监控管理。通过站控层的智能升级可以在变电站建立一个管控中心，对变电站实行远程控制和集中而简约的控制。各分层的设备通过智能终端将自检和扫描后的信息上传，实现对整个变电站设备的网络化、智能化管理。

4.2.2 变电站间隔层设备的配置情况。监测系统、保护系统、录波系统和计量系统等中的设备是共同组成变电站间隔层。间隔层在站控层的网络失去监控管理能力的时候，它的二级子系统能够独立完成对本间隔层内设备的监控管理。通过在各个间隔层配置数字接口处设计专门的保护性检测和控制设备，对变电站间隔层的设备运行进行检测和管理。另外在间隔层的设备之中也同样执行变电站通用的通讯协议，起到自我检测状态和自我描述的作用。也就是说间隔层利用变电站统一的通讯协议进行通讯和监测管理本层内设备的运行。同时间隔层内的设备也具备基本的数据分析和向站控层传递数据信息的功能，并不完全依靠于站控层设备对本层设备进行监控管理。

4.2.3 过程层的设备设计。过程层其实是两次设备的过渡结合面，这个层面内的设备和结合面基本上都是采取一对一式的连接方式。同样的过程层面内的设备本身也具有自我检测和自我描述的功能。它和间隔层一样，采用变电站通用的通讯协议可以进行独立扫描自检，单一的合并器的采样信息可以被多个二次设备接收到。变电站用于保护设备安全的保护装置可以通过总线端口和站控层的智能终端进行一对一的通信。为了保证变电站设备故障时设备跳闸的速度优势，这种通信系统中的通讯信号完全能够满足使用GOOSE服务的要求。

结语

变电站进行智能化设计是一个发展趋势，它将会随着现代科技的发展不断前进。在对变电站进行智能化设计的过程中，设计人员一定要优先考虑变电站的实际情况，在此基础上合理规划变电站智能化系统，提高变电站工作效率，降低变电站整个系统在工作时的能耗，从而促进变电站整体上达到节能降耗的效果。因此变电站的建设一定要在保证安全的全局中，合理经济的推动变电站智能化的进程。要始终谨记变电站设计规划的目的是为了变电站更好和更持久的发展。智能化变电站的建成，通过设备智能化和管理智能化两个方面，实现降低变电站生产成本，提高变电站系统工作效率的目的，最终达到变电站总体上节能降耗的目标。

[1]翟聪.关于煤矿智能变电站设计探究[J].科技创新与应用，2012（29）：22.

[2]高群.智能化变电站设计改进及实施[J].电气时代，2012（9）：46.

[3]贺中桥，权继红.浅谈智能变电站设计与建设[J].电子世界，2012（24）：60.