摘要：在城镇化进程加快，信息技术不断发展的基础上，信息技术在智能变电站中的应用大大的提高了智能化水平。对于智能化变电站来讲，合理的设计电气二次设计要点具有重要的意义。本文就结合实际情况，从智能变电站的内涵及特点进行阐述，然后提出智能化变电站中电气二次设计要点。
关键词：智能化；变电站；电气；二次设计；要点
在数字化技术和电子互感器技术不断发展的背景下，智能化变电站大量出现，如何把数字化设计引入到变电站电气二次设计中，成为人们关注的热点。智能化变电站，也被称之为数字化变电站，与传统的变电站相比，特点鲜明，功能完善，在本文中，笔者结合相关的文献资料，探讨了智能化变电站电气二次设计要点这一命题。
1、智能变电站的概述
1.1智能化变电站的内涵
智能化变电站建立在IEC61850通信规约基础上，包括智能化一次设备，主要是电子式互感器、智能开关等以及电气二次设备分层，分为过程层、间隔层和站控层，由这两部分构成，可实现电气设备之间信息共享、互操作的变电站。
1.2特点
在运行过程中，与以往的变电站相比较，智能化变电站的功能更加多样化和智能化。以前变电站没有的变电站监视、控制和故障录波等功能在智能化变电站中都得到了实现。数字化变电站是一种新型的变电站，它是一种兼顾有继电保护、安全装置和相关监控系统的变电站。对于传统的变电站来说，它们不仅存在着中硬件重复配置使用的缺点，同时由于信息比较独立，无法实现传递，并且成本不低，这些缺点在数字化变电站中都得到了很好的解决。通过相应的分析我们可以得出智能化变电站的结构是“三层两网”的结构形式。这种结构形式主要是通过三层即站控、间隔和过程层，还有两网即站控层和过程层网络来实现对数字化信息的共享。它的主要优势是：成功的将智能化变电站的信息实现数字化，然后再将数字化信息通过网络来进行传递，从而来实现相关信息的共享。与传统的变电站相比，智能化变电站的特点更加明显，将这些特点总结为以下四个方面。（1）在以前的变电站中并没有设置过程层，而智能化变电站则增加了这一设备，也就是智能化变电站通信网络中多了次电气设备，这一改变将智能化变电站数字化技术向前推进了一大步。（2）网络化在智能化变电站间隔层设备中的成功应用，提高了信息交换的效率。（3）智能化变电站提高了在监测和诊断两个方面的性能优势，这是由于智能化变电站中加入了很多的智能化设备，比如说电子、传感和执行器等，在这些智能化设备的控制下，保障了系统的正常运行。（4）除了在智能化变电站间隔层设置了智能终端，同时还将智能终端设置在了一次设备上，并且使用光纤通信将这两个智能终端进行了有效的连接（而以前是通过测控柜电缆连接的）。另外电气回路连接出现在测控装置与智能终端之间。
2、智能化变电站电气二次设计要点
2.1智能化变电站设备选择要点
对于智能化变电站来说，电气二次设备选择是重要的内容之一，对于涉及的二次设备，包括电子式互感器、智能开关和二次设备三种类型的设备。在建设智能化变电站过程中，进行进线网络化的根本目的是：使得电气二次设备与智能化变电站正常运行要求适应。但是，笔者从自身的实际情况来看，智能开关、电子式互感器等在智能化变电站设计选择时存在的问题包括以下三个方面：一是就智能开关来说，在选择智能开关时，应选择理想的开关或从传统开关基础上发展而来的开关终端模式。其中，较为理想的智能开关，其在实际的运行过程中，主要的特点包括在线监测功能与智能控制功能两个方面。与此同时，智能开关可为智能化变电站提供数字化接口，所以智能化水平相对比较高。但是从投资成本和维修角度来看，智能化开关的费用比较多，因此，在操作方面可能存在缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是对于传统开关来说，在与智能终端连接过程中，虽可提供数字化接口，但是由于缺少在线监测功能，所以智能化水平较低。在这种情况下，就需要选择投资成本低的智能化装置。三是从电子互感器角度看，有两种装置可供选择：一种是有源电子互感器，另一种是无源性电子式互感器。前者是指带有低功率线圈的电磁式电流互感器，在运行时的特点主要体现为：可实现电源与电子电路之间的匹配，然后通过激光方式，有效解决电源稳定性方面的问题，因此目前得到应用广泛。对后者来说，其建立在光学传感技术基础上实现的电子互感器装置，由于费用比较高，性能的可靠性无法得到保障，因此在目前无法得到广泛应用。
2.2通信规约的选择
在智能化改造后的电气二次设备网络中，其主要包括两个层次，其一是站控层；其二是过程层，两个层次网络所涉及的通信规约也有着不同的特点。首先，站控层次网络的通信规约通常选择103，其是以传统通信规约为基本架构，因此操作的互助性明显降低，但所需要的成本也会大幅度下降。还可以选择以IEC61850为基础的通信规约，其可以构建数字化的变电站电气二次设备控制平台，不过构建成本明显偏高，但使用效果号。该类通信规约适用于构建过程层次的网络，其具有的FT3帧格式、传输延时性固定、串口通信要求高等特点均显示了更好的使用可靠性，更适合接受信号较为复杂的过程层次网络。
2.3对网络结构的设计要点分析
对于智能化变电站而言，在网络结构的设计过程当中，需要分别将其划分为过程层、网络层以及架空层，以上相关网络均需要独立进行相关方案的设计。其中，对于过程层网络而言，由于其是智能化变电站与传统意义上变电站网络设计方案中加以区别的核心元素，需要在具体操作中加以重点关注。而现阶段，基于对经济性、合理性、可靠性等相关因素的考量，在有关站控层网络设计方案的选取方面，建议采取星型以太网网络作为支持。
2.4智能设备网络的完善
为了保证智能化的电气二次设备通信良好，应该对智能网络进行完善，可利用通信光缆代替传统电缆，提升通信数据信号在传输通道中的噪声比，此时信号数据的传输效率就会呈现正比增高的状态。可采用单独放置数据线路或强化外保护设备的设计方式，降低周边其它设备辐射信号对线路信号的影响，但需要注意信号噪音并不能降低为0，而信号的传输功率也不可无线增加，因此应根据变电站设备的实际运行状况选择最合理的设计方案，使数据传输速度达到临界值即可。也可采用MMS、GOOSE、SNTP三网合一的构建方式，以100M星型双网结构作为基础，双网双工运行，从而实现SNTP同步机制。还要提高SV、GOOSE对时报文的共网传输效率，采用对点跳闸和网络跳闸并行方案。
3、结束语
结合实践工作经验来看，对于智能化变电站而言，智能化变电站架构设计最根本的目标就在于:建立在IEC61850通信协议的基础之上，构建能够覆盖信息采集、信息传输、信息处理及信息输出在内的数字化变电站运行系统。通过此种方式，能够有助于整个变电站技术创新目标的实现，因此，从这一角度上来说，在电气二次设计过程当中，除需要关注对智能设备的选择以外，还需要将有关通信公约的选择以及网络结构的设计作为电气二次设计中的重要内容，并加以关注。总而言之，本文主要针对智能化变电站中，电气二次设计的相关操作要点进行了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
参考文献:
[1]郑光伟，张全胜，牛聚山等.蒲石河抽水蓄能电站电气二次设计[J].水力发电，2012,3810:68-71.
[2]土春成，游复生，邓小玉等.贺州变电站串联补偿工程电气二次设计综述[J].陕西电力，2010,38(12):50-54.
[3]崔海鹏，韩本帅，张涛等.风力发电系统中SVG的电气二次设计应用实例[J].科技信息，2011（5）:733-734.
论文作者:张琼龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
标签：变电站论文; 电气论文; 设备论文; 智能论文; 网络论文; 规约论文; 互感器论文; 《电力设备》2018年第13期论文;