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【摘 要】因为作为电力系统稳定安全运行的重要部分，在电力系统中变电站的地位非常重要。随着當前供电质量在不断进步的科学技术的推动下逐步提升，对于当前人们对用电量需求的逐渐提高，变电站相关系统已经无法有效的满足，所以应对加强改进和更新的力度，变电站电气二次设计可在技术上为电力系统安全高效的运行保驾护航。本文分析了智能变电站的特点和作用，阐述了智能化变电站电气二次设计策略，仅供参考。
【关键词】智能变电站;电气二次设计;保驾护航
中图分类号：TL48 文献标识码：A
1 引言
近年来，智能变电站的数量急剧增长。同传统变电站不同，智能站的二次系统发生了根本性改变。传统变电站的二次设计方法已不再适用于智能变电站的设计需求。二次系统作为变电站设计中极其重要的一部分，研究其设计方法具有极其重要的现实需求。
2 智能变电站的特点和重要作用
和传统的变电站相比较，智能变电站具有的功能更多，它是集监控系统、继电保护、安全装置为一体的变电站。而且还可使重复配置硬件的浪费资源的问题得到有效的改善，达到有效传递信息和信息传递成本降低的目的。在合理的分析智能变电站的结构后可知，其主要是由间隔层、站控层和过程层，及利用站控层网和过程层网促使信息实现传输和共享的三层两网结构。该结构可保证数据信息共享和传输的基础上，对变电站电气设备的运行做到实时监控。和传统的变电站相比，这种结构具有突出的优势，通过网络传递信息，对数字化信息的共享和传输起到有效的促进作用，其优势主要包括：第一，网络技术在智能变电站间隔层设备中的有效应用，可较大程度的为信息传输和共享的效率的提升提供指导;第二，智能变电站中设置的过程层，加上变电站设置的通信网络电气设备，对提高智能变电站的数字化水平起到较大的促进作用;第三，智能化变电站能对电气设备进行实时诊断和监控，具有特别明显的性能特征，同时智能系统还能对其中电子执行器和传感设备的良好运行统计进行控制;第四，智能终端在智能变电站间隔层的安装，可把光纤与其智能终端有效的连接在一起，使智能终端可以发挥其有效的监测智能变电站运行的电气回路情况的目的。所以可得出，智能变电站具有非常显著的优势，和传统的变电站相比较，只是一个过程层的增加，便能达到变电站数据化水平有效提升的目的。而且智能化变电站的网络化还可以利用间隔层实现，还可较高的提升其交换信息的效率，与变电站控制和管理的需求相符合。
3 智能变电站电气二次设计注意事项
3.1 可研、初设阶段
这个阶段，电气二次专业的设计人员，应当重点把握好以下几个方面。1）电气主接线。电气主接线是电气一次专业给电气二次专业提交的重要资料，在和电气一次专业配合的过程中尤其要重视。a、根据工程需求正确配置CT绕组数量，比如500kV串CT一般按7-9-7配置。同时结合系统保护专业的要求设置保护、测量、计量绕组的组合。特别是扩建工程，需要考虑前期设计参数;b、根据系统及一次提交资料，计算CT级次及容量，注意P1、P2极性是否正确设置，及时给电气一次专业反馈意见;c、注意主接线中不同间隔断路器采用分相机构或三相联动机构，注意是否正确设置出线PT及PT绕组数量;d、扩建工程中，如涉及间隔调整，特别需要关注间隔名称及前期调度命名是否一致，以免造成不对应。2）主控室及预制舱。主控室亦即通常所说的继电保护室或二次设备室。主控室是变电站的控制中枢，是继电保护装置安装的地方，因此在可研、初设阶段需要结合保护、通信、远动等专业的需求向土建专业提出二次设备室及预制舱的尺寸、规格。收集各专业需求的过程中，特别要注意保护、测控等装置的屏柜组装原则。室内GIS站要考虑保护、测控装置的下放，模块化变电站需要考虑预制舱的选型，注意蓄电池室的尺寸等等。
3.2 选择通信规约的要点
智能变电站电气二次设备的设计过程在通信规约方面一般存在的差异比较明显。站控层网络一般对103通信规约比较适用，而传统的设计不具有操作优势，设计形式也存在较大的局限，因而在较低要求的变电站系统中应用的较多。而另外一种通信规约IEC61850，和103规约相比较具有更加突出的优势，可以为智能变电站的需求提供满足，但是在成本方面可能花费较多。IEC61850规约对于过程层的网络规约比较适用，主要是因为FT3帧格式的传输延时和实施性能更良。另外IEC60044-8也是一种具有较强针对性的促进智能变电站发展的重要的通信规约，但其实施会提高成本，在稳定性方面也存在不足，还有待在实践中进一步完善。
3.3 控制保护电源
在该智能变电站建设中，秉持无人值班或者尽量少人值班的原则，因此，变压器保护、220kV线路保护均按双套配置，重要的控制回路也考虑了必要的冗余，故要求控制保护电源必须安全可靠且也应按冗余进行配置。在变电站控制方面，可以采用两套阀控式密封铅酸蓄电池作为电源，蓄电池直流220V，蓄电池容量初步估算为400Ah，蓄电池只数为104只，单体蓄电池浮充电压为2.23V。站区220V直流系统充电浮充电装置选用一套微机型高频开关电源装置，并选择10A的充电模块，并采用单母线分段接线形式。本电站设备所需的交流控制操作电源取自厂用电380/220V系统。计算机监控系统上位机及网络设备设置有独立的电源装置（UPS）。
3.4 继电保护及安全自动装置
在该智能变电站建设中，对于所有保护设备，都采用微机型。为了确保发电机、主变压器保护装置的正常运行，应该提升其抗干扰能力，并要求具备良好的自检功能和自恢复功能，同时还能够与计算机监控系统实现通信。根据发电机、主变压器等主设备分别组屏。对于变压器及全站供配电系统等的继电保护装置，分别采用微机型测控保护综合装置，安装在相应的高压开关柜上，测控保护综合装置采用I/O和数字通信两种接口方式与计算机监控系统的公用LCU联接。
3.5 简化电压并列切换回路
以SV信号的形式取母线电压;以GOOSE信号的形式去开关位置;经由母线电压合并单元，实现各间隔间的电压级联。该方法从源头上避免了二次反充电现象。可见，这些设计明显简化了智能控制柜的二次回路，具有优点：节约投资成本，降低事故发生的可能性，减少现场调试任务，缩短工程周期，提高设备的集成度，实现更方便、更可靠。
4 结束语
总而言之，智能变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解智能变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥智能技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。
参考文献：
[1] 杨龙，王伟.智能站设计在变电二次继电保护中的应用研究[J].中国新技术新产品，2018（14）：18-19.
[2] 滕正福.变电二次设计中易出现的问题及处理策略[J].设备管理与维修，2018（08）：35-36.
[3] 刘冰.智能站设计在变电二次继电保护中的研究[J].通讯世界，2018（04）：158-159.
[4] 顾水福，赵智成.变电工程三维设计系统二次专业解决方案探讨[J].电子世界，2018（06）：11-15.
[5] 张蕊，刘晖.智能站设计在变电二次继电保护中的研究[J].南方农机，2018，49（01）：166+169.
（作者单位：哈密电力实业开发有限公司）
【关键词】智能变电站;电气二次设计;保驾护航
中图分类号：TL48 文献标识码：A
1 引言
近年来，智能变电站的数量急剧增长。同传统变电站不同，智能站的二次系统发生了根本性改变。传统变电站的二次设计方法已不再适用于智能变电站的设计需求。二次系统作为变电站设计中极其重要的一部分，研究其设计方法具有极其重要的现实需求。
2 智能变电站的特点和重要作用
和传统的变电站相比较，智能变电站具有的功能更多，它是集监控系统、继电保护、安全装置为一体的变电站。而且还可使重复配置硬件的浪费资源的问题得到有效的改善，达到有效传递信息和信息传递成本降低的目的。在合理的分析智能变电站的结构后可知，其主要是由间隔层、站控层和过程层，及利用站控层网和过程层网促使信息实现传输和共享的三层两网结构。该结构可保证数据信息共享和传输的基础上，对变电站电气设备的运行做到实时监控。和传统的变电站相比，这种结构具有突出的优势，通过网络传递信息，对数字化信息的共享和传输起到有效的促进作用，其优势主要包括：第一，网络技术在智能变电站间隔层设备中的有效应用，可较大程度的为信息传输和共享的效率的提升提供指导;第二，智能变电站中设置的过程层，加上变电站设置的通信网络电气设备，对提高智能变电站的数字化水平起到较大的促进作用;第三，智能化变电站能对电气设备进行实时诊断和监控，具有特别明显的性能特征，同时智能系统还能对其中电子执行器和传感设备的良好运行统计进行控制;第四，智能终端在智能变电站间隔层的安装，可把光纤与其智能终端有效的连接在一起，使智能终端可以发挥其有效的监测智能变电站运行的电气回路情况的目的。所以可得出，智能变电站具有非常显著的优势，和传统的变电站相比较，只是一个过程层的增加，便能达到变电站数据化水平有效提升的目的。而且智能化变电站的网络化还可以利用间隔层实现，还可较高的提升其交换信息的效率，与变电站控制和管理的需求相符合。
3 智能变电站电气二次设计注意事项
3.1 可研、初设阶段
这个阶段，电气二次专业的设计人员，应当重点把握好以下几个方面。1）电气主接线。电气主接线是电气一次专业给电气二次专业提交的重要资料，在和电气一次专业配合的过程中尤其要重视。a、根据工程需求正确配置CT绕组数量，比如500kV串CT一般按7-9-7配置。同时结合系统保护专业的要求设置保护、测量、计量绕组的组合。特别是扩建工程，需要考虑前期设计参数;b、根据系统及一次提交资料，计算CT级次及容量，注意P1、P2极性是否正确设置，及时给电气一次专业反馈意见;c、注意主接线中不同间隔断路器采用分相机构或三相联动机构，注意是否正确设置出线PT及PT绕组数量;d、扩建工程中，如涉及间隔调整，特别需要关注间隔名称及前期调度命名是否一致，以免造成不对应。2）主控室及预制舱。主控室亦即通常所说的继电保护室或二次设备室。主控室是变电站的控制中枢，是继电保护装置安装的地方，因此在可研、初设阶段需要结合保护、通信、远动等专业的需求向土建专业提出二次设备室及预制舱的尺寸、规格。收集各专业需求的过程中，特别要注意保护、测控等装置的屏柜组装原则。室内GIS站要考虑保护、测控装置的下放，模块化变电站需要考虑预制舱的选型，注意蓄电池室的尺寸等等。
3.2 选择通信规约的要点
智能变电站电气二次设备的设计过程在通信规约方面一般存在的差异比较明显。站控层网络一般对103通信规约比较适用，而传统的设计不具有操作优势，设计形式也存在较大的局限，因而在较低要求的变电站系统中应用的较多。而另外一种通信规约IEC61850，和103规约相比较具有更加突出的优势，可以为智能变电站的需求提供满足，但是在成本方面可能花费较多。IEC61850规约对于过程层的网络规约比较适用，主要是因为FT3帧格式的传输延时和实施性能更良。另外IEC60044-8也是一种具有较强针对性的促进智能变电站发展的重要的通信规约，但其实施会提高成本，在稳定性方面也存在不足，还有待在实践中进一步完善。
3.3 控制保护电源
在该智能变电站建设中，秉持无人值班或者尽量少人值班的原则，因此，变压器保护、220kV线路保护均按双套配置，重要的控制回路也考虑了必要的冗余，故要求控制保护电源必须安全可靠且也应按冗余进行配置。在变电站控制方面，可以采用两套阀控式密封铅酸蓄电池作为电源，蓄电池直流220V，蓄电池容量初步估算为400Ah，蓄电池只数为104只，单体蓄电池浮充电压为2.23V。站区220V直流系统充电浮充电装置选用一套微机型高频开关电源装置，并选择10A的充电模块，并采用单母线分段接线形式。本电站设备所需的交流控制操作电源取自厂用电380/220V系统。计算机监控系统上位机及网络设备设置有独立的电源装置（UPS）。
3.4 继电保护及安全自动装置
在该智能变电站建设中，对于所有保护设备，都采用微机型。为了确保发电机、主变压器保护装置的正常运行，应该提升其抗干扰能力，并要求具备良好的自检功能和自恢复功能，同时还能够与计算机监控系统实现通信。根据发电机、主变压器等主设备分别组屏。对于变压器及全站供配电系统等的继电保护装置，分别采用微机型测控保护综合装置，安装在相应的高压开关柜上，测控保护综合装置采用I/O和数字通信两种接口方式与计算机监控系统的公用LCU联接。
3.5 简化电压并列切换回路
以SV信号的形式取母线电压;以GOOSE信号的形式去开关位置;经由母线电压合并单元，实现各间隔间的电压级联。该方法从源头上避免了二次反充电现象。可见，这些设计明显简化了智能控制柜的二次回路，具有优点：节约投资成本，降低事故发生的可能性，减少现场调试任务，缩短工程周期，提高设备的集成度，实现更方便、更可靠。
4 结束语
总而言之，智能变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解智能变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥智能技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。
参考文献：
[1] 杨龙，王伟.智能站设计在变电二次继电保护中的应用研究[J].中国新技术新产品，2018（14）：18-19.
[2] 滕正福.变电二次设计中易出现的问题及处理策略[J].设备管理与维修，2018（08）：35-36.
[3] 刘冰.智能站设计在变电二次继电保护中的研究[J].通讯世界，2018（04）：158-159.
[4] 顾水福，赵智成.变电工程三维设计系统二次专业解决方案探讨[J].电子世界，2018（06）：11-15.
[5] 张蕊，刘晖.智能站设计在变电二次继电保护中的研究[J].南方农机，2018，49（01）：166+169.
（作者单位：哈密电力实业开发有限公司）