智能化变电站中电气二次设计关键点分析

2016-03-16李兰

环球市场 2016年26期

关键词：互感器变电站电气

李兰

南京国联电力工程设计有限公司

智能化变电站中电气二次设计关键点分析

李兰

南京国联电力工程设计有限公司

变电站是电力系统中重要的组成部分，随着电力系统数字化的发展，变电站也逐渐的演变为数字化结构，有效的提升了变电站的自动化，电气二次设计在数字化变电站的建设当中扮演着相当重要的角色。文章以智能化变电站电气二次设计作为研究对象，详细的分析了相关的工作要点，希望能够为以后的工作提供参考和借鉴。

智能化；变电站；电气；二次设计；关键点

1 导言

我国电力行业技术和应用朝向数字化方向发展趋势越来越迅猛，数字化变电站电气二次设计的成果则会直接影响到整个变电站的工作，如变电站二次设备安全、稳定运行，变电站可获得的经济效益等。因此，变电站运行的可靠性直接受到二次设备设计质量的影响，设计人员在进行电气二次设计时，必须要注重设计的科学性及合理性，以保证变电站可靠的运行。

2 智能化变电站的重要性及特点

2.1 重要性

随着综合自动化技术的不断发展，自动化变电站将现代网络技术与变电站自身功能进行有机结合，实现了电网信息资源的共享和对变电站运行情况的实时监控。如此一来，既能将电力通信和变电站控制系统本身高效融合，实现集通信、控制和保护于一体的功能，又可以最大限度减少电力系统本身的占地面积，为变电站电力工作人员带来实际操作上的便利。此外，自动化变电站还能对数据实现全天候记录和观察。

2.2 特点

2.2.1 应用一次智能化设备，利用数字化。技术上实现一次智能设备的控制输入与信号输出，二次回路设计中，传统的方法为使用继电器和其逻辑回路，而在实现数字化后，则可利用编程软件代替，从对装置硬件要求转变为对装置的软件要求，便于维修，同时提高了变电站的可靠性。

2.2.2 智能设备的互操作性。在数字化变电站中，多种相关的技术应用在智能设备中，比如对象建模技术、设备自描述规范等，站内统一使用61850规约，站内装置通信协议与接口之间具备一致性，互操作性更为良好。

3 智能化变电站中的电气二次设计

3.1 二次设计原理

计算机监控系统、元件继电保护、一体化电源系统、智能辅助控制系统等均为电气二次设计的对象，设计范围比较多。电气二次设计过程中，电子式互感器是首先要用到的智能设备，应用之后，输出信息传送的简洁性与便利性显著提升，有效的保证了设备运行的稳定性。在数字化变电站中，智能开关中增加了智能终端，实现数字化控制输出与传输命令。利用相应的数字化技术处理一次设备的开关量，之后由二次设备接收处理后的信息，再进行处理后，输出到智能终端，这个过程中，开关量信息的采集、处理及传输均良好的实现了数字化。

3.2 设计组屏方案

在进行组屏方案设计时，数字化变电站中智能化装置不同时，处理方式也存在着一定的区别，而且可以设计不同的组屏设计方案，经过优化之后，选择最优的设计方案。数字化变电站组屏设计方案中，以方便节约光电缆，合并单元智能终端一体化装置下方就地组屏，保护测控装置也下方组屏，屏柜就地装置安装于配电室，屏柜设计分别进行，此外，后台通信管理机设置时，与常规的组屏方案并不相同，在主控室内放置监控主机、综合服务器、远动主机、工程师站、时间同步系统、调度数据网及二次安防设备等，保证了站内通信对时的统一性。设备并非为智能化时，组屏设计单独进行，并相互连接各个智能化电气设备。

3.3 继电保护自动化设计

继电保护是保证变电站安全运行的前提。变电站继电保护功能不能正常发挥，变电站的稳定性将会受到极大的影响。变电站的继电保护单元对系统的独立、稳定运行有着保护作用，当变电站出现系统性故障时，继保单元可以发布命令切除故障，但继电保护单元仍然可以运行，从而保障自身所处单元的继续稳定运行。随着当前科技的发展，110kV的变电站应用的自动化系统更加先进，系统中增设了保护测控装置，可对间隔层电流及电压数据实施实时的动态检测和信息采集，在中央处理器的配合下，能对整个间隔层进行有效地保护。因此，对变电站电气二次设备自动化设计来说，要对二次设备的保护单元进行严谨考虑，完善功能，进一步维护变电站系统安全。

3.4 智能设备的选择

在数字化变电站中，主要的智能设备包括二次设备、智能开关、电子式互感器等。其中，对于二次设备，我们选择规约一致的数字化网络化形式的二次设备；而对于一次断路器、隔离开关的选择，可使用的是智能终端与传统开关相组合的设备；而对于一次互感器选择，可使用的是合并单元与传统开关相组合的设备。这也是目前国内主要使用的设备；对于互感器，也可选着电子式互感器，一般有无源电子式互感器和有源电子式互感器这两种选择，而我国目前大多是使用有源电子式互感器。

3.5 备自投自动化设计

在目前的变电站技术水平下，主要有两种备自投方式：第一种是采取母联分段供电的备自投方式，其主要思路是在分段开关断开的状态下，由工作电源向作业过程中的设备进行供电，两个电源都处于备用关系状态；第二种是采取双进线向单母线供电的备自投方式，在此种方式下，有#1和#2两条线路作为备用线路。4通信电源可靠性分析

传统的通信电源接线每段母线上都有一套高频开关电源和一组通信蓄电池。当一套高频开关电源或一组蓄电池进行检修时，为了保证通信设备能够可靠的运行，可以投入分段开关，由原来的两段母线变成一段母线运行，这时在母线上仍同时有一组通信蓄电池和一套高频开关电源，通信设备就能够正常的运行；当一套高频开关电源出现问题时，通信蓄电池就对母线直接放电，对发生故障的高频开关电源进行切除，同时也不影响通信设备的正常运行。