现代智能化变电站设计研究

◆摘  要：在社会市场经济健康发展的背景下，我国电网规模与信息化程度得到不断地扩大。为确保电网稳定、安全运行，构建智能化、数字化变电站逐渐成为变电站设计的主要趋势。智能化变电站能够通过信息化技术实现变电站信息“输出”、“计量”、“处理”、“传输”、“采集”的信息化目标，提升变电站设备运行的有效性。然而在智能化变电站的设计中，我们需要结合智能变电站的技术特点，明确智能变电站设计中的问题，提出相应的设计思路。

◆关键词：智能化;变电站;设计

一、智能变电站的技术特点

相较于传统变电站，智能变电站的站控层与间隔层设备、网络接口有了较大的变化，能够从传统的“一次设备”、“互感器”、“电流”之间的电缆衔接，不断变化为“互感器”、“合并单元”、“智能设备”、“光纤连接”等内容。整个通讯网络也被划分为过程层、站控层等层次，使得智能变电站在实际应用中更加稳定、可靠。首先是一次设备。通常来讲一次设备是现代智能变电站的有机组成部分，通常采用信息接口来实现“信息通信”、“测控保护”、“状态监测”等功能，能够满足智能电网“业务流”、“信息流”、“电力流”一体化发展的目标。其次是二次设备。二次设备主要包括“状态监测”、“同期装置”、“远动装置”、“无功控制”、“故障录波”、“继电保护”等装置，可以通过计算机网络实现数据信息的实时共享。最后是管理系统。智能变电站的运行管理系统主要包括状态统计与运行数据的自动化、无纸化，可以在故障发生时，及时提供分析报告，帮助操作人员明确故障原因，确定处理方向。智能变电站设备通常被分为过程层、间隔层、站控层等层次。其中过程层主要包括“隔离开关”、“断路器”、“变压器”等设备及相应的智能装置，是二次设备和一次设备的结合面。而间隔层主要指测控装置、继电保护等设备，拥有远程输出、输入的功能，可以实现控制器与传感器之间的数据流通与通信。至于站控层则包括远动通信、操作员站等装置，能够为运行人员提供人机联系界面，实现全站设备的信息交互、告警、控制及监视等功能。

二、智能变电站所存在的问题

首先是同步时钟“丢失”与“失步”问题。在智能变电站设计过程中，“时钟同步”的准确性直接影响到变电站的“差动保护”质量。假如差动保护的“对时信号”出现“失步”或“丢失”问题，将导致差动保护产生误操作或被封锁的问题，极大影响到智能变电站的应用成效。其次是软压板与定值区切换所存在的重启问题。智能变电站在进行软压板切换或定制区切换的过程中，会出现“测控装置”不断重启的问题，致使保护装置中的线路“失去保护”。再次是间隙过流与零序过流对变电器保护所带来的不利影响。由于智能变电器中的间隙过流与零序过流保护通常采用相同的互感器，并且由软压板控制。然而当中性点从“不接地”方式转变为“接地”方式时，变电站装置就会出现间隙过流与零序过流同时存在的情况，进而影响到系统的稳定性，导致系统运转质量受到影响。然后是直流设计所存在不合理问题。在变电站设计中，光纤交换机的电源一般使用相同的电源端口。当电源出现失电现象时，就会造成光纤交换机停止运行，极大地影响到变电站网络的稳定性与可靠性。最后是保护装置所带来的维护问题。由于智能变电站的几条线路是采用相同的保护装置，使得维护人员在切换定值/压板，及监视重合闸状态、压板状态的过程中，出现诸多的不便，增加了工作人员的任务量，不利于智能变电站的充分应用。

三、智能变电站的设计改进思路

智能变电站在设计与应用过程中存在诸多的问题，严重影响到智能变电站的应用成效与质量，因此，我们需要结合智能变电站的技术特点，明确问题类型;继而通过优化并改进设计思路的方式，提高变电站设计质量，使智能变电站真正发挥出应有的价值和作用。首先是解决時钟“丢失”与“失步”问题。技术人员可借助合并单元数据的方式，实现同步跟踪目标，将“丢失”或“失步”的时间重新拉回到正确的时间上来，提升时钟的同步质量。此外，也可以通过算法，确保“后备保护”的可靠性。其次是解决切换压板与定值区所存在的重启问题。由于智能变电站的间隙过流与零序过流通常采用相同的“CT”。因此我们可以在中性点刀闸位置上，通过常闭触点和常开触点来控制过流保护的“退投”。即通过刀闸位置的变化来控制过流保护的“退”与“投”，规避两种过流保护同时投入、同时出现问题的发生。最后是优化集中保护装置。（1）实现软压板监测与投退。由于智能变电站是采用集中保护的方式，来保护各类设备的。所以，为降低集中保护给操作人员所带来的“不便”。我们可以采用“画面调用技术”，实现远程监控“软压板状态”的功能，以此提升操作人员的维护效率。（2）实现强制投入功能。通常来讲，母差保护中的刀闸位置是否正确，是确保母差保护功能发挥的根本。当刀闸位置出现偏差时，支路刀闸会发出报警。通过充分分析，能够发现，该问题的形成原因是辅助触点存在问题，所以在变电站设计改进中，我们应将开关“投入”到正确的位置

四、结语

通过改进并优化智能变电站设计思路的方式，能够帮助我们更好地破解传统智能变电站所存在过流保护、直流设计、定值区切换等问题，提升智能变电站的稳定性、可靠性及科学性，发挥了智能变电站的应用价值。与此同时也能为我国电网信息化建设，提供必要的条件和依托。

参考文献

[1]郭强，郑丽娟，余桂华等.箱式变电站出厂试验智能化测试管理系统设计[J].华电技术，2021，43（01）：24-30.

[2]隋美红.110kV智能化变电站电气系统设计[J].电气传动自动化，2021，43（04）：43-45+56.

作者简介

王会彬（1985.08—），男，汉族，河北石家庄正定县，中级职称，中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司。