智能变电站二次设计中的问题分析

陈必鼎

摘 要：科学技术的不断进步，正在不断的改善人们生活的方方面面，使人们的生活品质不断提高。电力作为人们生活、生产的主要能源，其重要性不言而喻，因此加强电力输送的基础设施建设也将是未来电力企业发展的重心。我国目前的电力输送网络已经逐步脱离传统的管理模式，开始走向智能化、远程化的管理。变电站作为电力网络当中不可缺少的部分，在整个电力输送的过程当中起着至关重要的作用。随着输电网络的智能化，变电站也逐渐走上了智能化的道路。文章对智能化的变电站第二次设计进行阐述，分析设计当中存在的问题，完善设计当中的不足。

关键词：电力网络；智能变电站；二次设计问题

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0101-01

我国是在2010年才开始逐步推行智能化变电站技术，在智能变电站的建设与完善过程当中，对数字式互感器技术、智能一次电气设备技术以及计算机网络技术都进行了广泛的应用。相对于传统的变电站，智能变电站在各类技术上都得到了进一步的提升，智能变电站是由数字化变电站升级而成，经过智能化一次设备和网络化二次设备分层构建成一个完善的变电站系统。整个智能化的系统是建立在IEC61850通信规范基础之上的，它可以使电气设备信息共享，实现设备的相互操作，最重要是它还能够实现变电站设备的智能化及高级应用。智能变电站是整个电力系统的重要组成部分，其本身要在原有的变电站的基础之上以网络化信息共享替代二次回路，因此原来的设计图纸也无法实现变电站的二次改装。而目前，我国在图纸的设计上既缺乏相关的技术、人才，同时也不具备完善的设计软件。

1 智能变电站的特点

进行智能电网的建设，首先是要进行基础的建设，利用这些建设完成的基础构成一个唯一性的信息结构，达到对信息流整合的目的；同时，要使信息能够顺利的进行共享和交互，还要制定一套完善的标准，使各个信息平台相互连接，从而组成一个完善的信息系统，实现信息的快速共享。

1.1 网络系统

变电站在进行智能化的过程当中，首先使用微处理器将变电站系统进行模块化，再利用网络技术使设备和处理系统相互连接，从而满足对设备信息的采集、处理与应用的目的。实际当中，通过网络对分层系统应与智能化系统进行连接，保证系统的联动性，并且把以太网作为通信的媒介。

1.2 监控系统一体化

进行变电站的智能化设计，首先是要熟悉整个信息化、通信网络化、共享标准化的流程，了解全站信息采集、存储的各个阶段，达到信息的统一接入和展示，从而实现控制和操作、管理、运行监视、智能警告、信息分析、辅助应用等作用。就智能变电站的功能而言，其本身必须具备实时的远程操作的能力，所以在实际当中，智能变电站已经实现了远程监控、调节等功能，极大的降低了操作的难度和危险性，提升了电力网络的稳定性。同时，这种远端操作的方式还具备数据采集、传输、自动分析的功能，降低了变电站故障发生的概率，提高了电网的运行效率。

1.3 辅助系统智能化

整个智能化变电站系统当中，辅助系统是不可缺少的部分，它对于系统的远端操作、数据监控等都有较大的帮助，而且其本身还起到自动调节设备开关的作用。有了智能化的辅助系统的帮助，就可以直接利用总控制系统对每一部分设备的实时进行监控，调节设备的运行状态，使设备的运行效率达到最大化。这样的智能化操作方式，在一定程度上节约了人员成本，同时还增强了对设备监控的成效。

2 简述变电站二次系统的组成

2.1 变电站设备

旧式的变电站在升级成智能变电站的过程当中，需要安装大量的智能化装置，通过这些装置来完成设备信息的采集、传输和处理，达到监控电器设备的目的。在实际当中，将变电站当中的PMU和测控装置进行结合，可以加强智能调度对信息的感知力，优化高级应用的精度，增强自动化功能。

2.2 通讯网络

随着计算机及其附属的技术不断的进步，目前的网络信息传输速率已经完全达到了二次系统的设计要求。在整个智能变电站当中，所有的电力设施设备都与通信网络相连接，从而保证系统可以对设备进行实时的监控和调节。变电站在运行的过程当中，所有的设备设施都应当与网络连接，从而方便操作人员的实时监控和协调，使变电站运行效率达到最大化。

3 方案设计

3.1 设计原则

变电站的智能化是建立在计算机技术的应用基础之上的，以太网在其中扮演着通行渠道的角色。变电站智能化系统运用电子互感器，并且配合了微机型保护、配测控装置、数字电能表等设备，利用光纤完成互感器、保护、测控、电能表的通信。

3.2 设备的选择

智能变电站使用到的设备有电子器、智能开关以及一些其它的二次设备，二次设备选择的是网络设备。电子互感设备分为有源和无源两种，其中无源设备采用的多是光学原理，技术程度较高，而有源互感设备则属于较为常见的设备使用技术，而且其技术的成熟度较高。对于开关的选择，采用传统开关与智能开关混合使用的方式较为合理，由于传统的开关无法使变电站达到智能化，而智能开关虽然智能化程度高，适合智能变电站使用，但是其成本较高，所以智能开关与传统开关共同使用既能达到目的，也节约了设备的成本。

3.3 网络结构

智能变电站的结构可以分成三个，即主体结构分层包括过程层、间隔层、站控层。间隔层主要起监控的作用，具有很好的单独运行能力，GOOSE协议能够起到间隔层的点对点交换信息的功能，把智能终端和测控设备有效结合。站控层主要起到变电站通信和控制中心的作用，将星型网络作为主体结构。

4 设计存在的问题

在变电站智能化的二次设计当中，电气安全问题、继电保护问题、压变和流变的级次选择配置问题是比较常见的问题。

①继电保护问题。为了对电路当中的设备进行保护，通常都要采用继电保护装置，而保护装置在运行过程当中容易出现故障，引起设备的损坏。为了避免这个问题，可以使用继电保护双重化配置：即在安装保护装置的过程当中切断所有的相关电源；相互独立的交流电压和电流回路运行时设有不同的保护装置；当一套保护装置停止工作，不能影响其他保护装置的工作；断路器的回路和保护配合装置都要独立工作。

②电气安全。输电网络在运行的过程当中，为了防止重大安全事故的发生，减少电力企业的损失，提高电力输送的稳定性，在智能变电站的二次设计中，要考虑到施工过程的安全问题，所以必须设置安全防误装置，保证施工过程安全、稳定的进行。

③压变和流变的级次选择配置。在系统当中为继电测量、继电仪表、继电保护提供信息（一次电流电压）是电压互感器和电流互感器主要功用。而在实际当中，这些仪器总是出现参数不精确的状况，而解决这一问题的主要方法则是采用光电互感器。

5 结 语

变电站作为电力系统当中重要的组成部分，其智能化的趋势是不可阻挡的，完善变电站的智能化对于电力输送能力的提高将会有很大的作用。而要想做好变电站的智能化工作，就要严格的对设备的选择、网络结构的建立进行把控，按照设计系统的原则完善智能化系统，避免各类问题的产生。

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