杨斯维 文浩晰
（中国能源建设集团湖南省电力设计院 湖南长沙 410007）
摘要：随着科技的不断发展，变电站也在向着智能化的方向发展，所以设计智能变电站也就成为了社会和国家关注的焦点。在现在的生活中，有各种各样的用电企业和用电客户，社会对电能的需求量也越来越大
，供电企业为了能提供更稳定和安全的电能，就需要对智能变电站进行更加严格谨慎的设计。然而，智能变电站在实际设计情况中仍存在着一些技术问题，这将会威胁到人们的用电安全，因此，有必要针对智能变电站设计中
存在的一些问题进行分析，望能为促进电力事业的发展贡献一点力量。
关键词：智能变电站；设计；技术问题
1智能变电站较传统变电站的优势
智能变电站相对于传统变电站而言主要具备了以下三个优势：第一，有良好的集成性。在实际工作中，由于采用统一的IEC61850通信规约，不通厂家的各种电气设备、保护及通信装置无需进行规约转换即可通过
计算机对数据进行收集和处理，再将结果自动上报。它还可将这些数据进行存档，和其他系统进行信息交流，从而提高了变电站的工作效率；第二，智能变电站有较强的可靠性。变电站的运行一定要有可靠性，这样才能够保
障变电过程的安全。在这一点上，智能变电站便发挥了其有检测设备的特点，它的智能设备能够保证在变电站运行过程中稳定的运行，并且在设备发生故障之前，就能够及时将其检测出来，从而加以预防，将故障危害遏制住
，使危险系数降到了最低；第三，低碳环保。智能变电站运用的都是一些新型的设备，大量减少了电缆的使用。同时它所采用的光纤和一些电子元件设备，都是一些节能的设备，不仅低碳而且还减少很多的污染。以上这些优
势使得智能变电站更受欢迎，也使得供电企业有更好的经济效益。
2智能变电站在设计中存在的关键问题及对策
电力是国民经济发展的基础能源，也是人们日常生活重要的组成部分，随着人们生活水平的提高，对电力质量的要求也越来越高。智能变电站应用大量的技术先进、智能化的电子设备，极大地提高了电力系统的
运行效率。智能变电站将会成为未来电网发展的主要方向，但是，目前我国智能变电站的设计处于初步发展水平，在技术方面还存在一定的难题。
2.1智能变电站的网络信息安全问题
智能化变电站的是基于IEC61850通信规约和智能化的一次设备组建而成的新兴科技产物，其设计和实施过程中必需借助大量的网络技术和网络设备。依靠这些设备和技术，智能变电站内所有智能设备和装置的信
息传输、测量控制、系统调节数据均在网络上进行共享和传输，极大地完成了变电站设备的高度集成和信息共享，但同时也容易造成智能化变电站的信息流失，为变电站的运行埋下一定安全隐患。现阶段，智能变电站的信息
安全可通过高度发展的网络技术，如利用网络安全分区技术、防火墙技术、网络安全监测装置等来规避实现。这就要求设计阶段依据站内智能设备的情况对智能变电站的网络进行合理设计、合理分配，以保障数据安全。
2.2智能变电站中的过程层交换机的设计问题
智能变电站过程层设备主要包括智能的一次设备和用来对该设备进行采样、监测、测量、控制、调节的智能装置以及过程层交换机。其信息交互主要依靠SV采样报文以及GOOSE报文进行传输共享。由于SV采样数据
实时传输，数据量极大，SV及GOOSE共网传输时，普通的百兆级光交换机通常仅能满足二至四个间隔的网络数据传输而不至造成网络风暴，而千兆级光交换机又通常因为造价过高不推荐使用，同时多级级联交换机又会造成网络
延迟超标而不满足保护及安全自动装置对采样数据实时性的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此设计阶段需做好过程层组网方案设计，SV、GOOSE点对点或组网在工程设计前期就应做好对比论证，采取合理的方案配置过程层交换机，通过合理划分VLAN
等网络技术实现可靠性要求。
2.3智能变电站中的互感器设计问题
智能变电站中对于电流互感器的选择现阶段有三种形式：第一，传统常规互感器；第二，电子式互感器；第三，纯光纤电流互感器。传统常规互感器目前使用较多，其优点是满足现阶段变电站内继电保护及安全
自动装置的各种要求，缺点是不满足智能变电站对智能一次设备的定义和要求。电子式互感器采用罗氏线圈原理和低功率线圈原理，其优点是实现了一次设备的智能化，但由于其需要通过光电转换装置进行模数转换，并且该
装置需安装在传感头的高压端，对运行条件要求较高，极大地限制了其使用条件。纯光纤电流互感器是第三代智能变电站的主要使用产品，其缺点是造价过高。综合上述因素，设计阶段需依据工程造价及工程地域，结合业主
要求合理选用互感器，并考虑后续数据接收设备的连接方案及措施。
2.4智能变电站中的智能组件的问题
智能组件的主要功能是连接智能变电站内的一次设备，接收其诸如互感器采样信号，开关及刀闸位置、控制信号，主变抽头调节、温度、非电量信号等，将其转换为数字信号，转换为SV、GOOSE报文，通过光纤传
输给后端处理的保护及安全自动装置。各电气一次设备与智能组件之间的电气连接主要采用电缆，因此智能组件设备的安装位置就成为了设计考虑的一个主要问题。智能组件安装在就地一次设备附近，则它的运行条件，如温
度、雨雪、冰霜、电磁干扰均成为了重点考虑对象，智能组件柜的出现，极大程度的缓解了智能组件的运行条件问题，但仍有死机、显示屏白屏等问题出现。智能组件安装在主控制室，则需要放置大量的电缆至主控室，即不
环保，也不经济。
2.5 智能变电站中的虚端子设计问题
智能变电站中传统电缆的二次回路已不存在，取而代之的是IEC61850所定义的端口连接以及网络报文传输，所有的信息全部隐含在光缆中。并且随着网络技术的发展，智能变电站早期实行的SV及GOOSE点对点传输
的方式已逐步向网络化甚至于共网传输转化发展，愈发抽象。对设计人员的综合技术能力要求也极大增高，熟悉GOOSE配置软件，并最终通过试验联调、网络报文分析监测来查阅修改SCD文件以避免发生错误。
2.6 智能变电站中的保护冗余配置的问题
智能变电站的一次设备智能化，全站数据共享网络化，为实现高级应用及冗余保护配置提供了实现的平台。例如新增一套保护或安全自动装置，只需从SV及GOOSE网络上配置端口，通过尾纤进行连接，即可完成扩
展配置。设计过程中则需综合工程技经概预算对本站的终期网络规模进行考虑，合理选用合适端口的交换机，配置分配交换机及端口，留好设计裕度，保证后续的设备可靠接入并不至造成网络风暴。
3结语
总之，智能变电站是智能电网运行的关键内容，只有确保其设计方案与方法具有较高的科学性、合理性，才能为其各种优势作用的发挥奠定基础。因此，我们应细致对面当前智能变电站设计方面存在的一些问题
，并给予有效应对，才能从根本上为智能变电站的稳定、健康运行提供保障，才能为周围居民提供更为优质的电能服务，最终推动电力企业的可持续发展。
参考文献：
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[3]高峥，韩艳，赵伟，史鹏飞，聂厚勇.智能变电站典型设计方案中的死区问题及可行性解决方案[J].科技与企业，2014，21：177-178.
作者简介：
杨斯维（1980.6.23-）；男；益阳；汉；助理工程师；本科；研究方向：变电站电气一次、电气二次；中国能源建设集团湖南省电力设计院。
文浩晰（1987.6.17-）；男；株洲；汉；助理工程师；本科，研究方向：变电站电气二次；中国能源建设集团湖南省电力设计院。
论文作者:杨斯维,文浩晰
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 互感器论文; 装置论文; 报文论文; 交换机论文; 《河南电力》2018年7期论文;