变电站的发展方向及二次设计要点分析

摘要：变电站设备正式运行过程中，像变电站一次、二次设备均发挥出至关重要的作用。结合目前情况来看，国内变电站设备逐渐朝向智能化方向发展。在这样的发展趋势下，变电站对于二次设备的设计工作予以了高度重视，并付诸大量实践初步完成了对二次设备的智能改造与设计过程，应用效果显著。针对于此，本文主要对变电站发展方向及二次设计要点问题进行分析与阐述，以供参考。

关键词：变电站;发展方向;二次设计;要点分析;

前言：智能变电站作为智能电网的关键运行环节，不仅肩负着时刻关注变电设备运行状态的任务，同时还肩负着实时采集电网运行数据与信息的任务。可以说，智能变电站是实现变电设备与调度、电源与用户之间协调互动的关键条件。根据国家电网公司部署的战略规划可知，智能变电站逐渐取代传统变电站，成为实现先进、可靠、低碳、环保的重要设备。从客观角度角度来看，所谓的智能变电站主要以全站信息数字化、信息共享标准化为运作基础，结合信息采集功能、数据共享功能等，完成信息自动采集、测量与监测过程。鉴于智能变电站的重要性，我们必须做好其二次设备设计工作，加强智能变电站的运行效果。

1 智能化变电站发展问题的相关研究

1.1智能化变电站发展背景

目前，变电设备形式多样且新旧程度不同，在实际运行过程中往往会面临较多不确定因素干扰，而出现不同程度的隐患问题。其中，一次设备在更新换代速度方面与二次设备基本持平，但是介于一次设备容量等级、使用寿命良好，在实际设计阶段要比二次设备效率高得多。究其原因，主要是因为二次设备实际改造次数比较频繁，且功耗问题比较明显，在实际维护管理过程中，需要注重的点较多。

与此同时，变电站设备维护管理费用昂贵，很容易给变电站带来较高的维修成本。最重要的是，变电站设备在实际运行阶段会受到多方面因素的干扰影响，而出现较多隐患问题。如果隐患程度过高时，继电器将无法得到正常运用，尤其对于极端恶劣天气而言，构成的安全威胁较高。目前，随着现代科技水平的不断提高，以智能变电站为首的新兴技术逐渐成为电力行业广泛应用的变电站形式。

1.2发展情况

智能化变电站区别于普通变电站，在应对故障问题与突发事件方面具备较强的控制性与管理性，基本上可以借助智能化技术实现对设备日常运行状态的监控作用，即便出現突发故障问题，智能化控制系统也会第一时间定位故障位置，并生成相应解决方案加以处理。从客观角度上来看，智能化变电站主要以设备层、间隔层以及控制层组成。三层设备之间主要借助以太网技术实现信息交互与共享过程。

其中，站控层与间隔层设备主要按照一体化监控系统要求，实现改造过程，目的在于加强对站内二次设备的保护力度。目前，为进一步加强对变电站智能化技术的应用水平，多数变电站选择采取智能化改造方式，借此实现上述目标。根据当前改造情况来看，部分改造工程基本取得了预期效果，但是在某些细节方面还是存在较多不足之处，亟待解决。

2 智能化变电站电气二次设计的注意问题分析

对于智能化变电站二次设备而言，掌握好设备间的逻辑关系与数据流情况，始终是智能化变电站电气二次设备予以重点践行的工作内容，目的在于及时定位故障位置、做好故障分析工作。与此同时，工作人员重点针对变电站二次设备网络结构、异常信号问题等进行深化分析，做好日常运维管理工作。为进一步确保智能化变电站电气二次设备运行安全，设计人员必须从前期设计阶段做好精细化管理工作，以期可以为智能化变电站电气二次设备运行工作提供良好的导向力。以下是本人结合智能化变电站电气二次设备设计问题，提出的几点注意问题，仅供参考。

2.1 继电保护问题

继电保护装置主要以元件继电保护与系统继电保护为主。其中，元件继电保护主要针对变压器继电保护装置而言，日常运行过程主要以厂用变压器保护、发电机保护等保护装置为主。而系统继电保护可以及时检测出系统异常问题，尤其是不正常运行的元件问题。相关保护装置会自发切断异常元件与系统装置之间的运行联系。

2.2 光纤纵差保护问题

光纤纵差保护主要针对两侧电气量转变为数字信号过程而言，通过转变为数字信号，实现双侧通讯目的。并在此基础上，对比两侧电气量差动保护情况。与普通差动保护相较而言，光纤差动保护在差流回路线缆方面，涉及到的回路线缆较长，基本不会对二次回路负载情况造成干扰影响。最重要的是，光纤差动保护装置的防雷电能力要比普通装置强得多，能够抵抗不良因素的干扰。

2.3 流变与压变级次选择配置问题

电流互感器与电压互感器基本上可以视为智能变电站二次设备的重要装置，能够为继电测量、继电保护等提供一次电流电压信息。目前，为解决二次缆线长度以及电磁干扰问题，智能变电站主张应用光电互感器，简化二次保护装置，提高参数数据的准确性。

3 智能化变电站电气二次设计方案研究

3.1 优先选用先进设备资源，促进二次设备高效运行

智能化变电站要求管理人员应该优先选用先进的二次设备、电子互感器等，解决传统变电站二次设备种类单一的问题。与此同时，在二次设备的运行形式方面，最好优先采用网络形式。需要注意的是，在挑选电子互感器的过程中，应该立足于我国智能化变电站发展实况，选择适合我国变电站运行要求的互感器设备。举例而言，在互感器的选择方面最好优先以有源电子互感器为主，另外在智能开关的选择方面，应该优先选择智能终端与原始开关相结合的方式。

3.2 优化变电系统组织结构体系，确保变电站运行安全

目前，国内超高压电网中的智能变电站系统在电压设置方面，始终以220V电压为主。根据上文内容可知，智能化变电站在组织结构方面，主要以过程层、间隔层以及站控层为主。其中，层与层之间主要借助以太网实现运行交流过程。像间隔层设备除了具备运行交流功能之外，还可以实现对各个运行单元的封锁管理作用。鉴于组织结构体系的重要性，在设计过程中，建议设计人员应该根据智能化变电站实际需求，优化各个层级之间的运行效果，为变电站运行安全提供保障。

3.3 做好继电保护装置设计与管理工作，提升日常运维水平

对于继电保护装置设计与管理问题，建议管理人员需要重点针对变电站测量与执行内容进行调试与管理。如像继电保护装置与系统测量监控硬件设备需要按照智能化变电站管理原则进行集中化管理，确保系统通信与逻辑计算满足日常调试要求等。

结论：总而言之，智能变电站区别于普通变电站，涉及到的运维管理工作更加复杂。为确保智能变电站的顺利运行，要求运维管理人员肩负起自身的管理重责，明确智能变电站二次设备间的逻辑关系与数据流情况，目的在于及时定位故障位置、做好故障分析工作。与此同时，运维管理人员应该针对变电站二次设备网络结构、异常信号问题等进行深化分析，做好日常运维管理工作。相信通过全体人员的不断努力，基本可以实现预期的管理目标，规避以往维修成本或者效益损失问题。

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作者简介：

徐海滨（1989，12-），男，工程师，硕士研究生，从事电力工程设计工作。

（作者单位：国网安徽省电力有限公司阜阳供电公司）