智能变电站电气二次系统优化设计探析

黎媚　刘立伟

【摘  要】随着我国居民对电量的需求不断增加，对于智能变电站电气二次系统设计的要求也越来越高，智能变电站的二次系统采用智能组件、大量的光纤代替了传统变电站的二次电缆，应用通信技术、计算机技术来对电气设备进行控制，通过对数据分析来实现对变电站的实时监控，从而有效提高变电站输电能力，充分发挥智能变电站占地少、效率高的特点。为促进我国变电站电力设施进一步智能化，在接下来的工作中需要积极改进对智能变电站电气二次系统进行研究，确保智能变电站更加安全高效地运行。

【关键词】电力工程;智能变电站;二次系统

1智能变电站中二次系统优化设计的重要意义

1.1实现多种技术的结合，提高智能变电站运行的技术含量

对智能变电站中的二次系统进行优化设计时，要对状态检测系统、二次设备系统等进行全面的优化与升级，在此过程中采用电力技术、计算机技术等，保证技术的实际应用效果，从而有效提高智能变电站运行过程的稳定性。

1.2完善智能变电站的服务功能，全面满足电力生产的需求

智能变电站二次系统的优化设计可以使其更加自动化、智能化与信息化，从而提高智能变电站系统工作的稳定性，更好地为用户提供电力服务。长此以往，能够全面完善智能变电站的服务功能，也可以避免不必要的经济损失，降低电力企业的成本。

1.3提高智能变电站的实际应用效果，确保电力系统运行的稳定性

电力系统的应用也会受到自然环境、技术条件等多方面因素的影响，在一定程度上增加了电力系统运行的风险，最终对电力企业的经济效益造成影响。而通过对智能变电站二次系统进行优化设计，可以使变电站的组成结构得到更加全面的优化，提高其工作效率与工作质量，进一步增强变电站的实际应用效果。同时，在对智能变电站进行优化设计时，也可以提高其实际使用过程中的功能性，从而为电力系统运行的稳定性做出确切的保障。

2智能变电站的电子式电流互感器

电子式电流互感器是智能变电站的关键元件，作为一种测量用的装置，可分为有源型、无源型、全光纤型，其可靠性直接决定了电力系统的稳定运行。有源型電子式电流互感器具有结构简单、可靠性高的优点，其工作原理是将高压侧电流信号经过发光原件转化为光信号，之后再由光纤将其运输到低压侧。无源型电子式电流互感器的优点是无磁饱和现象，光纤具有良好的绝缘性能，可以在变电站复杂的电磁环境中正常运行。且变压器的运行时间比较长，其工作原理是应用法拉第电磁感应，通过磁场产生的偏振电流信号来对光波进行调整。全光纤型电子式电流互感器的传感头由光纤制成，具有精确度高、可靠性强的优点，但由于采用的光纤比普通光纤要求更高，生产成本也比较高，最后可以对互感器二次参数进行优化。

3智能变电合并单元

由于不同厂家生产出来的产品在输出信号上存在较大差异，导致在智能变电站中操作性较差。合并单元为解决该类问题被提出，单元合并可有效实现数据共享化与一体化，有效增加了变电站的智能度。合并单元的功能是合并互感器输出的电流及电压信号，将同步采集的这些信息转化为数字信号，使这些信号转化为具有统一标准的格式，之后再发送给二次保护以及控制设备。合并单元一般可以分为母线合并单元和间隔合并单元，母线合并单元采集的主要是母线电压，并且还可以通过软件自动将电压进行并列。间隔合并单元一般采集的是线路、变压器等间隔电气量，包括三相保护电流、同期电压、零序电流等。当前运用比较多的是IEC60044-8串行数据接口标准，将GPS作为时钟源，随着科学技术不断发展，合并单元所出现的网络延时、采样等问题会逐渐解决，合并单元的数据处理能力以及可靠性也将逐步上升。

4电流互感器的二次参数优化

智能变电站在选用常规的电流互感器配置合并单元这一方案的时候，合并单元就近安装在了高压室互感器旁边的汇控柜中。在智能变电站电气二次系统的施工中主要遵守我国六个统一、后备保护相结合的配置方案，依据我国十八项反措原则两套保护都必须接到两个不同的合并单元中，最后再分别接到主保护和后备保护中。模拟量经过合并单元的转换之后就变成了数字的形式，相对应的数字量也会经过组网来达到多个设备的共享数据。与智能变电站的二次组网分配原则相结合，能够对电力互感器中的二次绕组的数量进行优化配置。

5变电站二次设备状态监测技术

5.1监测的相关流程

首先是对状态数据进行相应的收集，这是对变电站二次设备进行状态监测的第一步，根据收集到的具有准确性、可靠性的工作数据，可以对二次设备的运行状态进行更好的分析和判断，通过利用相应的计算机技术能够降低收集状态数据的复杂性;接着是对状态数据的监测，对于变电站中二次设备的状态数据，通常在传输的过程中采用有线的方式，对于不正常的数据计算机能够发出相应的信号，工作人员也能够及时的知道;然后是对数据的处理，这是二次设备状态监测过程中最重要的环节，当处理过程中监控的范围异常时，系统会根据实际情况自动发出报警的信号;对于变电站系统中的监测模块而言，在对二次设备状态进行监测的过程中，监测系统也能够对传输的数据进行相应的监测，一旦系统监测到异常的情况出现，就会发出相应的信号。

5.2分布式数字化保护装置

在智能变电站设备中，可以根据相应的标准为变电站建立相应的通信体系，利用电子式互感器加工和转换相应的模拟信号，然后传输到相关保护装置中，经过这样的环节后，输出的就是专业网络传输的信息，而不再是之前的接点。对于分布式保护装置中一些重要的间隔，需要进行双重配置。电子式互感器的应用能够有效避免出现二次电流、电压的输入和AD采样，从而对数字采样部分的状态能够更加方便地监测。装置本身也能够对接收的SMV采样值报文进行相应的监测，当监测到异常的数据时，也能够进行及时的报警。分布式数字化保护装置使用光纤取代铜缆，减少了监测回路绝缘状况，通过使用以太网通信技术，可以保证继电保护设备状态检修的灵活、可靠性，使用软压板能够降低监测连接片状态的难度。

5.3集中式数字化保护装置

集中式保护装置能够有效实现多台IED的功能，比如对相关线路的保护和测控。该装置在配置时通常是采用双套保护方式，在提高保护测控功能可靠性的同时，也能方便设备的维护。使用该装置可以有效减少变电站监测的对象，并且可以集中每台分布式装置的电源监测、软压板监测功能，统一由IED设备进行完成，从而能够有效减少设备检修维护的工作量。

结束语

对智能变电站中的二次系统进行优化设计的主要目的是不断提高智能变电站的实际工作效率与工作质量，确保其运行的稳定性与安全性，从而更好地满足电力生产的需求，降低投入的成本，充分发挥出智能技术的作用与价值。

参考文献：

[1]孙振华.智能变电站二次系统的优化设计[J].科技创新导报，2016，13（27）：1-2.

[2]黄莉迪.智能变电站二次系统优化设计探索[J].智能城市，2016，2（05）：78.

[3]夏晓博.智能变电站二次系统的优化设计及应用研究[D].华北电力大学，2016.

（作者单位：杭州汉邦电力工程设计有限公司）