(广西蓝川设计有限公司 广西南宁 530031)
摘要：设计智能变电站一次系统，并加强系统的工程应用，能够使变电站系统运行的稳定性和安全性得到提高，进而促进我国经济的健康发展。基于这种认识，先对智能变电站一次系统的结构及特点展开了分析，然后对系统的设计及其工程应用问题展开了研究。
关键词：智能变电站；电气系统；优化设计
一、智能变电站一次系统结构及特点
从系统结构上来看，智能变电站一次系统由检测与监控设备、数据运行计算设备、电流电压波动数据录波设备、自动化智能运行设备、智能化管理与终端调试设备等部分构成。其中任何一个设备出现问题，将导致系统正常运行受到影响，继而导致智能变电站系统可靠性降低。目前，使用光电互感器进行一次系统设计，可实现电力信息共享，并使一次系统得到有效补充。因此，现阶段变电站一次系统设计都以智能化为核心，从而使系统产生了一些固有特点。
1、一次系统设备均利用数字化采集和整理完成数据分析，可通过动态管理实现所有高进度和高密度信息的管理。
2、智能变电站一次系统设备将在网络控制下运行，以至于一次系统调节控制模式被数字化系统所取代。实施网络管理模式，则使变电站整体效益得到提高，并使变电站建设在安全系数和成本投入方面得到改善。
3、智能变电站一次系统具有信息共享优势，能够实现对所有信息的互换操作，并可实现系统操作难度的有效控制，因此能使变电站系统运行更加规范和标准，从而为其带来更多的经济效益。
二、智能变电站一次系统的设计
1、互感器工程设计
在变电站智能化运行过程中，互感器是实现实时信息处理的重要设备，可使电力系统运行控制的整体水平得到提升。而电子互感器拥有简单的绝缘结构，可较好抵抗电磁干扰性，并具有较大动态范围和频率响应范围，制作成本较低。应用该类互感器实现互感器工程设计，可获得较好数据测量精度，并无铁磁谐振问题和开路、短路危险，可确保低压侧线路安全。在实际进行互感器设计配置时，可利用其双端口优势利用光纤完成采集数据的传输，能将数据直接传至网络数据交换平台。通过该平台，智能设备单元可完成采样值数据获取，从而实现功能一体化，并确保智能电源保持可靠运行。
通过分析可以发现，设计互感器工程可使互感器一次采样电缆传输距离长的问题得到解决，并能适应各种环境，同时准确测量非周期分量和高频分量，能实现对环境、温度和自我运行情况的检测，因此能够满足智能单元的功能一体化设计需求。
其次，设计互感器工程可实现合并单元设计，根据IEC61850标准完成互感器选择，将使用统一数据结构，并利用信息网络平台使所有互感器实现同步数据采集。在此基础上，变电站运行将完成信息采集监测信息的协同作业，继而实现各模块信息共享。
此外，设计互感器工程，能利用双重化网络交换平台完成互感器双保险优化配置，可确保智能单元可靠运行，并满足冗余度要求。因此，实现互感器工程设计，能通过减少互感器数量降低系统投资成本，从而为电力企业带来更多的经济效益。
2、网络架构设计
传统变电站之所以工作效率不高，与其网络技术的应用有着直接的联系。随着网络技术的发展，智能电网已经得到建立，因此能够使智能变电站的运行效率得到有效提高。在设计智能变电站一次系统时，按照协议模型完成网络架构的标准化设计，以实现站内数据共享、工程实施简化、智能单元互操作和系统配置。从网络架构功能逻辑上来看，使用双重化星型以太网络进行网络结构设计，网络架构具体由站控层、间隔层和过程层构成。
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三、智能变电站电气一次系统优化设计
1、火灾自动报警系统
在智能变电站站区位置，都需要设置微机型火灾自动报警系统，其主要作用是与电站建立监控通信，如果发生火灾，则可以及时将火灾信号传递至计算机监控系统中。在火灾自动报警系统监控方面，采用集中报警控制方式，其主要作用是对变电站内的所有设备实行火灾检测，如果发生火灾，则还需要负责自动报警，并控制消防联动。在站区采用区域报警监控方式，同时还需要注意设置报警设备，如果发生火灾，则应该立即将火灾信号传递至计算机监控系统中。
2、自动控制系统
2.1控制方式及范围。一是控制管理方式。本电站拟采用1套全计算机监控设备对全站所有机电设备进行集中监控，运行方式按“无人值班”（少人值守）考虑。二是自动监视控制范围。变电站内及附属系统设备监控、实时数据监视用电系统设备监控、主变压器监控、全站公用及辅助系统设备监控以及220kV开关站设备监控。
2.2全站计算机监控系统。本电站属中型电站，监控系统应满足简单可靠、经济实用和操作方便的要求。本电站计算机监控系统拟采用全开放分层分布式结构；设置负责全站集中监控的主控级；设置完成对主变及220kV开关站设备的监控任务的一个现地控制单元级；设置完成对水轮发电机组及机组附属设备的监控任务的三个现地控制单元级；设置完成对电站公用及辅助系统设备的监控任务的一个现地控制单元级。计算机监控系统网络结构采用单光纤以太网。
2.3励磁系统设计。本电站拟采用自并励静止电压源可控硅整流励磁系统，即发电机的励磁功率由接在机端的励磁变压器经可控硅整流器整流后供给。自并励静止电压源可控硅整流励磁系统由励磁电源变压器、保护、非线性灭磁电阻、信号设施、三相全控桥可控硅整流装置、励磁系统控制、励磁回路断路器、检测、微机励磁调节器、辅助功能单元、起励装置等等。
2.4机组辅助设备、全站公用设备的自动控制系统本电站机组励磁设备、全站公用设备（如渗漏排水、压缩空气装置、生活消防供水、采暧通风等）、机组调速器设备、机组辅助设备分别设置功能完善的、独立可靠的PLC或微机型控制装置，其主要作用是接受计算机监控系统所下达的命令，并负责设备监控。
3、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。
4、一次接线
含测量系统、同期系统、开关操作及闭锁、信号系统、电流电压互感器配置、电流电压互感器配置等内容。
5、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。
结束语
总而言之，智能变电站电气一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一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]刘海平.浅谈智能变电站自动化控制改造的有效方法[J].中国集体经济，2019(24):227-229.
[2]周新.电厂电气一次设备及自动化改造探讨[J].中国科技信息，2018(34):108.
论文作者:陈媚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
标签：变电站论文; 系统论文; 互感器论文; 智能论文; 设备论文; 监控系统论文; 电站论文; 《电力设备》2019年第10期论文;