摘要：智能化变电站作为智能电网发展的重要组成部分，受到日益广泛的关注，电气二次设计对于智能化变电站具有直接影响，因此本文主要探讨了智能化变电站中电气二次设计要点，以此作为提高变电站智能化水平的经验。
关键词：智能化；变电站；电气二次设计；要点
为解决电网复杂性日益增加与社会对电网运行可靠性要求提高的矛盾，在信息技术的不断发展的情况下，智能化变电站的建设比例逐渐增多，而电气二次设计作为智能化变电站建设当中的重要一环，逐渐受到了人们的广泛关注，在电气二次设计过程中，如何将智能化技术融入，保持先进性同时满足可靠性要求，成为了相关工作者研究的重点问题，对提高电气设备运行效率，保证电网稳定运行有着重要意义，因此本文在此进一步探讨智能化变电站电气二次设计要点。
1智能化变电站概念和优势
变电站建设过程中融入了信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等智能化技术，将其称作为智能化变电站。变电站的智能化主要包括两个部分，一部分为智能化电气一次设备，另一部分为智能化电气的二次设备，运行过程中，将电气设备间信息数字化，可以实现数据的有效共享，对于变电站操作效率，可以得到有效提升。与传统变电站相比，智能化变电站具有较多的优势，主要包括以下几点：（1）电气一次设备的智能化，有效降低一次设备占地面积，同时提高一次设备可靠性及可扩展性。（2）全站信号通过统一的数据接口，可以实现设备运行信息的分区高效共享，以此实现设备系统运行效率的提升。（3）智能化电气二次设备可以将监控、诊断以及故障处理等远程运维功能融合为一体，将二次设备运行状态纳入监控体系，形成可视化操控体系。（4）智能化改造后的二次设备主要利用光缆，实现数据连接，这样就大大提升了数据传输速度，减少传输过程中的损失以及干扰，同时对日后升级改造提供便利。所以由此实现智能化变电站设计水平对变电站发展至关重要，需要引起我国相关工作者的重视。
2智能化变电站电气二次设备设计要点
智能化变电站目前处于快速发展的阶段，累计了一定设计经验，但各地对智能化的设计理念有着不同的见解。这里以南方电网地区的建设经验为例，探讨智能化变电站中电气二次设计的要点。具体内容如下：
2.1智能化设备的选择
在智能化变电站电气设计过程中，一次设备与二次设备的连接通常有两种方式，一种是选择智能一次设备，然后直接接入自动化网络，优势是集成度高，设计、制作模块化，减少占地面积；一种是采用常规式一次设备，就地布置智能终端，把模拟量转化为数字信息，然后接入自动化网络，这种设计方案的优势在于投资成本明显减少，方便刚开始进行智能化变电站建设的地区进行运行模式的过渡，但是受制于集成度不足，所以智能化程度提高空间有限。而智能化电气二次设备的选择则相对有更为丰富的形式，今年来有陆续有智能终端与保护设备的合并、全站的一体化集中式测控代替独立间隔测控、无防护就地化继电保护设备等新的设备形式，设计过程中可在充分评估可靠性的基础上尝试新技术。
2.2智能交直流一体化电源系统
智能化变电站采用智能一体化交直流电源系统，用智能模块统一监控380V交流电源系统、交流不间断电源系统、直流电源系统，接入智能化综自系统。其中通信直流电源整合至二次直流电源系统，配置DC/DC 48V模块，由电气二次统一设计。直流系统主接线选择分段式单母线分段设计较为合适，该方案是110V和48V分别设置两段直流母线，通过母联开关联络。蓄电池容量应满足全站二次设备及通信设备2h连续供电的要求，故蓄电池容量相较常规变电站应适当提升，应充分考虑变电站实际电流负荷。
采用该设计方案，其优势在于以下几点：（1）交直流电源系统通过智能模块转为数字信号，接入监控网络，实现全站电源的集中供电和统一管理，运行人员可远程实时监控设备状态；（2）交直流单元采用智能模块化设计，使得检修维护更方便、设计生产更标准化，减少运行维护工作量。
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2.3智能化变电站综合自动化网络的完善
智能化变电站的自动化网络包括站控层、间隔层、过程层3个层次，统一采用IEC61850 为基础的通信规约，统一采用IEC61850通信规约，方便建立包含电网实时同步实时信息、保护信息、设备状态、电能质量等各类数据的标准化信息模型，可以使得变电站的点二次设备控制平台实现数字化，提升运维效率，减少运维工作量。
具体组网原则：组网形式建议采用网采网跳；就地安装的保护采用电缆采样、电缆跳合闸方式。非就地安装的保护通过SV网络采集电压、电流模拟量，采样同步应不依赖于外部时钟；通过GOOSE网络传输跳合闸等开关量信息，对应的SV、GOOSE网络宜双重化配置。测控、站域保护控制设备、智能录波器等设备通过SV网采集模拟量信息，通过GOOSE网传输开关量信息。过程层GOOSE、SV通过组网方式传输，过程层网络采用星型网络拓扑结构，各电压等级的过程层网络独立配置。双重化配置的过程层、间隔层设备接入的过程层网络（非同源过程层网络）之间应相互独立，为满足信息交互的要求需进行通信的，应采取可靠的技术手段对两者之间的通信进行流量控制。不允许单台设备同时接入双重化配置的非同源过程层网络；单台设备需同时接入不同电压等级过程层网络的，应通过互相独立的以太网接口控制器接入。为简化过程层网络配置，过程层GOOSE、SV网合一配置；合并单元、保护等相关设备的GOOSE、SV共用通信接口，满足GOOSE、SV通信互不影响的技术要求。双重化配置的保护及相关设备（互感器绕组、合并单元、智能终端、网络设备、保护通道、交直流电源等）、回路接线应遵循相互独立的原则，当一套设备异常或退出时不应影响另一套设备的运行。
2.4智能化技术发展趋势
在保证可靠性、稳定性的前提下，在设计时积极尝试新的智能化技术，比如远程运维管理平台的应用，可以让检修人员远程判断二次系统的故障来源，及早作出判断并远程处理；新型的即插即用就地化保护，区别于目前主流的智能化变电站所采用的保护装置和智能终端独立就地布置，新型就地化保护采用智能终端和保护合一，用航空插头与常规一次设备连接，而且耐高温防水防尘，无需传统户外二次屏柜防护，采用此设计方案既简化网络，降低成本，远期进行二次设备升级改造时，新装置可以即插即用，无需更换电缆，大大降低改造的时间成本；还有众多新型的二次设备状态监测，可远程监控二次设备的状态，在无人化值班的大环境下，可进一步降低运维检修到现场巡视的工作量，又可提高对设备状态的实时监控度，使智能变电站更加人性化。
总结
变电站智能化对智能电网的发展具有重要作用，特别是在随着我国社会的不断发展，电网复杂性日益提高，信息技术的不断发展的情况下，智能化变电站将占据更高的比例，而电气二次设计作为智能化变电站建设一项重要工作，不断优化的电气二次设计能够有效提高智能化变电站的可靠性，满足社会对变电站稳定运行的要求，减少变电站运维检修的工作量。因此为了提高智能化变电站设计水平，仍然需要进行深入的研究，如何将更先进的智能化技术可靠融入现有综合自动化的体系，以此提高电气设备运行效率，保证电网稳定运行，成为了相关工作者研究的重点问题，通过对智能化变电站电气二次设计要点不断探讨，以此促进我国电气行业的不断发展。
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论文作者:廖啟恒
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：变电站论文; 设备论文; 电气论文; 智能论文; 网络论文; 要点论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第18期论文;