关于智能变电站二次系统优化及应用分析

乔耀洲 赵晓冬 王 斌 孙大伟

（1.陕西省电力公司渭南供电公司，陕西 渭南 714000；2.陕西省电力公司商洛供电公司，陕西 商洛 726000）

1. 前言

2. 智能变电站二次系统

组成智能变电站二次系统的装置主要有以下几种：设备运行监控和检测设备、计算运行数据设备、智能自动运行设备、终端智能管理和调试设备、电量正常提供保护设备以及自动记录电流和电压波动数据的录波设备。这些设备装置一同构成整个智能变电站二次系统，若其中一个环节出现问题或暂停运行时，则可能造成整体运行出现巨大变化，其安全性和可靠性均会下降。所谓的二次系统就是对基础设备为主的一次系统进行各种监控和调节的系统。两者通过电流和电压互感器成为一个整体，在二次系统的调节下，一次系统正常运作。在使用智能变电站二次系统之前的变电站由于对互感器的电压、电流波动情况没有详细记录，常导致所有的电网信息形成一种比较散乱的状况[1]。信息之间的共享无法形成且二次系统控制一次系统的电缆安全性无法得到保障。

目前，随着电子科技的快速发展，各种新技术不断产生并快速更新换代，变电站也开始使用新技术装饰和完善自己，通过利用光电通信、光电互感器以及一些信息相互交流和合作都非常方面的信息系统不断的将变电站变成具有高度现代感和智能化的电站，相对于传统的变电站而言，智能变电站具有以下特点：

提高信息的管理效率。变电站所有设备数据均经过数字化采集和分析整理，能够察觉所有高进度和高密度的数据动态并对其进行整理，使信息实现数字化管理模式。

设备管理高度网络化。二次系统的所有设备均通过网络进行控制和管理，对一次系统进行调节和控制的电缆等设备装置被新的信息数字化系统所取代，仅一个网络就能控制全部的装置运行，降低成本投入，提高整体效益，且系统的整体运行均能够直观的看到，安全系数比较大。

具备信息共享和互操作性。传统的变电站无法进行信息共享模式，智能化变电站能够是系统形成一个规范且标准化的模式，使所有信息实现互操作功能，降低操作难度，同时实现更好效益。

3. 当前智能变电站主要设计理念

（1）互感器为电子形式。一般而言，大侣66kv以下的所有装置的电缆均安装在同一专门的开关柜中，因此若其安装电子形式的互感器时就会影响操作，且若66kv以下设备安装电子传感器不但无法减少开支，甚至会增加工程造价，因此，一般66kv以下设备不是用电子形式的互感器，相反66kv以上的则可以使用。

（2）通过网络将所有数据进行分析和记录。智能化变电站一个最鲜明的特征即为所有设备呈现数字化，因此在其数据的记录和分析上同样适用数字化形式的网络数据分析系统，这个系统是变电站对数据的最后评判的可靠来源。

（3）综合运行系统结构。标准的智能变电站设置的设备具有三级，且其网络一般在两级以上。因此为了符合要求，在对变电站进行智能化是首先要考虑的就是设置这样的模式。通过MMS、GOOSE、SV、GOOSE来对间隔层和过程层以及设备层进行网络之间的相互连接，两两连接，形成一个两级模式的网络结构[2]。

4. 优化智能变电站二次系统的基本流程

（1）信息集成模式呈一体化模式。过去的变电站在每一个环节的数据记录和采集中都是根据对每一个环节进行单独记录，一般耗时比较久且效率低。智能化变电站则通过网络结构将所有的信息统一为一体，在二次系统对一次系统进行调节、监控和保护时通过一个统一的信息集成管理平台一次性将所以设备的数据进行采集和整理分析，使所有信息相互之间能够具有共享和互换性特点，从而能实现对数据的智能化、自动化整合、分析和管理，实现对全程全部设备的集中监控和保护。

人力资源和社会保障部推出的《2017年度人力资源和社会保障事业发展统计公报》显示，我国参加城镇职工养老保险的农民工人数仅占农民工总人数的21.6%，参加城镇职工医疗保险的农民工人数占农民工总人数的21.7%，参加城镇职工失业保险的农民工人数占农民工总人数的17%，参加城镇职工工伤保险的农民工人数占农民工总人数的27%。目前我国失业率居高不下的形势下，农民工失业保险参保率远低于工伤、医疗和养老保险参保率，失业保险参保概率不足。因此，新生代农民工养失业老保险作为推进新型城镇化重要方面，解决好这一问题体现新型城镇化“以人为本”的发展核心。

（2）电压、电流波动记录和网络整合分析集成模式。目前比较常见的电压

电流波动记录主要为单一的录波装置和网络分析报文，但是这两个装置均各自运行，因此当需要分析变电站出现故障的具体情况时需要对这两个装置进行统一分析之后才能得出最后结果。因此通过设置一个具备这两个装置功能的设备来对智能变电站进行优化，将会取得非常好的效果。将录波装置和网络数据分析报警装置统一起来形成一个综合体，当变电站出现故障时，工作人员能够快速的得出故障具体情况，及时提取信息并采取处理措施，节省时间的同时，能够大大的提高工作效率。

检测控制以及保护装置集成模式。检测控制和保护装置在过去的变电转中是分开进行的，其操作流程是首先对系统进行检测和控制，在检测和控制过程中出现故障时才开始进行保护，两者之间是先后模式[3]。因此优化智能变电站要求将这两个装置统一起来，一同运行。通过信息共享形式和网络之间多方向的互通性，对系统进行检测和控制的同时进行保护，降低故障发生率。

优化变电站网络装置。信息化的又一个重要标准即为使用网路设施。智能化变电站需要不断的对其网络装置进行优化，原因在于网络结构的正常运行是决定智能变电站能否顺利运行的决定因素。因此，在优化智能变电站的网络装置时首先要考虑到网络装置知否操作简单、可行性是否好、实用性和安全性是否符合实际需要、其成本投入和最后经济效益是否呈正相关等问题，通过制定三合一的网络方式使网络之间的互换率减少，使整个网络形成简洁化形式以及安全系数较高和控制能够较强。

优化二次组屏。智能变电站在安装二次设备时根据对磁场环境的分析之后将所有的配电设备统一安装在一个具有智能性能的控制柜内，能够很大幅度减少电磁感染，节省更多的屏位和缆材。

总之，智能变电站的二次系统优化需要通过进行多方面的优化，因此在对设备进行优化过程中要根据现代化要求和技术支持条件等制定出最经济最合理的优化方案，使其真正实现优化目的。

[1]胡刚,夏勇军,蔡勇,陶骞,陈宏.智能变电站二次系统设计现状和展望[J].湖北电力,2010,26(S1):156-157.

[2]杨增力,汪鹏,王丰祥,周虎兵,王友怀,赵严风.智能变电站二次设备运行维护管理[J].湖北电力,2010,36(S1):101-102.

[3]娄悦,秦华.220kV 西泾智能变电站二次系统设计技术研究[J].电力勘测设计,2011,35(02):201-202.