智能变电站电气二次设计质量研究

吕巍

摘要：电力事业关乎社会民生，在社会进步和发展背景下，电力事业呈现良好发展前景。变电站作为电力系统中重要组成部分，越来越多先进技术和工艺应用其中，促使变电站逐渐智能化发展，可以有效提升变电站运行效率。但是，由于种种客观因素影响，可能影响到变电站正常运行，所以加强电气二次设计显得十分关键，提升电气二次设计质量，提供电力系统供电质量和可靠性。本文就智能变电站电气二次设计进行分析，寻求合理对策来提升设计质量，以求推动智能变电站建设和发展。

关键词：智能变电站；电气设计；二次设计；信息技术

变电站是电力系统中重要组成部分，随着智能化技术的广泛应用，智能变电站逐渐取得了良好的建设成果。智能变电站建设中，数字化技术逐渐引入到电气二次设计中，二次设备是否能够安全运行，直接关乎到智能变电站的运行效率和供电质量。而二次设备的构成部分较多，其中包括远程传动、测量控制、在线监测和故障录波装置等等，为了确保二次设备可以安全稳定运行，需要电气二次设计质量控制，满足标准化设计需要。由此，加强智能变电站电气二次设计质量研究，把握技术要点，可以为后续工作开展提供支持。

1 智能变电站优势

特点：在智能变电站运行，较之传统变电站而言，智能化变电站的功能较为多样。以往变电站并未实现故障录波和实时监测的功能，而新时期智能化变电站则满足了这一要求，充分集合了安全装置、继电保护和监控系统的变电站。相较于传统变电站而言，可以改善硬件重复配置的资源浪费问题，实现信息的有效传递，降低信息传递成本[1]。

通过对智能变电站结构分析可以发现，三层两网的结构可以实现数字信息的高度共享和传输，实时监控变电站电气设备运行情况。三层两网结构中的三层包括站控层、间隔层和过程层，两网即通过站控层和过程层网络实现信息的高度共享和传输。此种结构较之传统的变电站而言优势较为突出，有助于信息数字化传输和共享，将信息通过网络传递，其特点可以归纳为以下几点：

（1）智能变电站间隔层设备中应用网络技术，信息传输和共享效率大大提升。

（2）智能变电站中设置过程层，变电站通信网络增加了电气设备，促使智能变电站数字化水平得到极大进步。

（3）智能化变电站可以实时监控和诊断电气设备，性能优势较为突出，尤其是其中的传感设备和电子执行器，在智能系统的统一控制下运行。

（4）智能化变电站间隔层中安设智能终端，可以通过光纤将智能终端连接在一起，智能終端在一次设备上，监测智能变电站电气回路运行情况[2]。

由此可以看出智能化变电站的优势特点十分鲜明，相较于传统的变电站而言，增设一个过程层，这样可以有效提升变电站的数字化水平。此外，智能化变电站间隔层可以实现网络化，信息交换效率更高，满足变电站管理和控制需要。

2 智能化变电站电气二次设计要点

2.1 智能化变电站设备选择

电气二次设备的选择是智能化变电站中一项十分重要的工作，直接影响到变电站的正常运行。诸如，关于智能化变电站电子感应器或是其他开关装置选择，需要十分慎重，感应器如果性能较差，可能导致设备无法正常运作，自动化水平下降。而当前的智能化变电站，进线网格化是一种普遍现象，可以为电气二次设备提供智能化支撑，确保智能化变电站正常运行[3]。在当前的智能化变电站电气二次设计中，由于客观因素影响可能导致电气二次设计中出现以下几个方面的问题：

其一，智能开关。对于智能开关的选择，需要充分掌握和了解智能化变电站实际情况基础上进行选择，智能开关是决定智能化变电站正常运行的关键所在，除了智能化变电站的控制功能以外，还会影响到变电站在线监测功能的正常使用。此外，智能开关合理运用，有助于提供合适接口，提升变电站的智能化水平，朝着更高层次发展。但同时，智能开关的成本相较于常规开关要更高一些，所以需要结合实际情况综合考量。

其二，智能化变电站如果选择常规开关，尽管可以提供数字化接口，但是在线监测功能却无法正常使用[4]。

其三，电子互感器选择中，无源式电子互感器问题十分严峻，如果选择了源式电子互感器，则需要通过激光方式进行匹配，可以大大提升电源稳定性。无源式电子互感器，主要则是通过光学传感技术实现，耗费的成本较高，加之稳定性偏低，所以很少会选择无源式电子互感器。

2.2 通信规约选择要点

通常情况下，智能化变电站电气二次设备设计中，通信规约存在明显的差异。103通信规约主要适用于站控层网络，传统的设计形式局限性较大，操作方面优势不高，更多的是应用在要求较低的变电站系统中。IEC 61850则是另一种通信规约，相较于103规约而言优势更为突出，可以满足智能化变电站需求，但是需要花费较高的成本。过程层的网络规约适合选择IEC 61850规约，主要是由于FT3帧格式，实施性能和传输延时固定较为突出。此外，还有IEC 600448通信规约，这种通信规约针对性较强，有助于智能化变电站朝着更高层次发展，但是稳定性较差，成本高。

2.3 网络结构设计要点

在网络结构设计中，根据实际情况将智能化变电站划分为三个层次，包括过程层、网络层和架空层，各个层次需要结合实际特点进行设计。过程层的设计，可以用于区分传统变电站和智能化变电站，故此，在智能化变电站站控层网络设计中，综合考虑多种影响因素，选择最佳的设计方案，以此来满足智能化变电站建设需求。

3 结语

综上所述，智能化变电站电气二次设计中，由于二次设备结构较为复杂，为了确保二次设备可以安全稳定运行，应该根据实际情况加强电气二次设计质量控制，选择合理的智能化电气设备和通信规约，推动智能化变电站建设和发展。

参考文献：[1]杨利.110kV智能化变电站的电气系统设计[J].南方农机，2017，48（22）：106.

[2]施莉.智能化变电站中电气二次设计的要点分析[J].中国设备工程，2017，26（22）：135136.

[3]李洪勤.装配式智能变电站电气二次设计方案研究标准[J].中国标准化，2017，11（02）：142.

[4]张丽丽.500kV智能变电站一次设计及工程应用研究[D].山东大学，2016.