摘要：在科学技术水平不断提高的背景下，智能化已经成为社会各领域的主流发展趋势，变电站作为供电网络的重要节点，其智能化改造已经成为电气系统的关键。智能变电站电气二次设计是变电站智能化改造的主要内容，在其设计中存在很多问题，针对这些问题进行分析，并制定处理对策已经成为电力相关部门的首要工作
关键词：智能化变电站；电气二次设计；要点
引言
21世纪是信息化的时代，也是智能化发展的时代，智能变电站二次设计成为了现阶段电力企业发展研究的重要课题，引入智能化技术后，变电站电气设备运行效率和质量都会大幅提升。智能变电站电气二次设计能够促进电网稳定、安全运行，能够提高电力系统供电质量。
一、智能化变电站优势分析
智能化变电站以智能化技术为依托，智能化变电站包括一次设备和二次设备，另外，智能化技术促进了电气设备之间的数据共享，提高了变电站运行效率。智能变电站的优势显著，它促进了电气一次设备在智能化系统中的应用，也为二次设备的稳定流畅运行；网络化技术是智能化变电站的主要支撑技术，它促进了数据信息在变电站主控系统中的传导，减少了很多信号传输环节，提高了变电站系统整体运行效率；可视化操作体系是智能化电气二次设备的重要组成部分，实现了监控、诊断、故障处理的一体化运行；智能化改造之后，光缆成为了二次设备之间数据出传输的载体，与电缆相比，光缆数据传输的速度更高，数据在传输中受到破坏和干扰的几率降低，这从欧诺个整体上提高了设备操控的准确性。
二、变电站电气二次设计常见的问题
1二次设计分析
智能设备为基础的智能化变电站，信息综合处理能力不断提高，包括信息采集、传输、处理与输出。变电站中的所有设备都是智能化设备，设备能够自我检测、自我诊断、自我修复，因此，智能化设备二次设计的关键在于一次设备，设计重点应该放在设备测量、运行检测与电路控制设计方面。从安全检测、直流电源、工业电视系统等设备的二次设计，能够前面提高设备运行效率。
2设计问题分析
2.1电气稳定性
在智能化电气设备二次设计方面，工作人员要全面做好电路设计分析，这样可以减少很多设计问题，从而降低电气出现安全事故的几率。安全保护方案设计的关键是安全保护装置的应用，要确保安全保护装置与电气系统的完美整合，如：二次回路设计的过程中可能会出现跳闸或者保护跳闸失灵的情况，这就需要电子与正电源具备一个以上的端子。
2.2继电保护
在二次设计过程中几点保护装置设计很关键，设计要采取多项保护配置，如果系统构建出现异常，或者保护系统拒动等问题，那么多项保护配置可以确保系统安全，保护回路独立运行，可以避免回路和装置彼此影响。另外，故障构件必须进行消除，强化保护装置设计合理性，设计师要保障保护装置的灵敏性与准确性。
2.3纵差保护
设计中还要关注纵差保护的问题，变电站光纤通讯系统与保护系统不合理，就导致二次系统低阻抗平面不完整，从而降低保护系统的铭感度。基于此，在实际设计过程中设计是要采取接地铜排的方式，在继电保护与通讯机房连接的同时，还要将屏蔽双绞线、光电转换构件的方式进行接地保护。
2.4流压变化
变电站智能化设计与继电保护、电压互感器测量之间有密切联系，如果继电保护电流与电压互感器测量设备发生变化，那么电压测量准确性就会降低，这样就会制约继电保护电流与电压。那么设计师在设计中要利用光电互感器，最大限度简化二次保护与测量设备，从而提高系统运行效率。
三、智能化变电站电气二次设备设计要点
1智能化设备整合
在智能化变电站电气二次设备设计过程中结合上述设计问题，全面进行智能化设备整合。设计师在选择智能开关的时候，要根据传统开关的情况，对设计方案进行灵活调整，同时变电站中所有的二次设备接口都要进行数字化转化，同时电气二次设备接口与智能终端机连接。这样的方式不仅可以减少成本投资，也能够提高智能化程度，但是因为数据线路监控设备有所欠缺，在智能化程度上还不够完善。数字化接口处可以添加有源性电子互感器，或者无源性电子互感器等方式，使电源与电路相互匹配，这样就可以解决电源本身存在的稳定性问题。无源性互感器采用光学传感技术，最主要的问题就是成本比较高，所以在国内应用还不够普遍；设计师设计时建立在IEC61850自动化系统之上，本次设计系统能够全面进行电气二次设备网络化转变，变电站中各个打印设备相互连接，实现了设备管理控制的集成化，一体化。
2直流通信电源整合
蓄电池是电气二次设备电源的主要组成部分，设计师设计时将蓄电池容量设计为2h独立发电，在不同的区域，都会设置变电站，如果变电站比较偏远，设计就需要采用4h或者2h独立发电的方式。智能化电气二次设备要采用整合直流电源方案，这种分段式开关设计的方式能够最大限度满足变电站运行需求。采用直流通信电源整合设计，会保留直流供电线路，但是会通过分别设计48v线路直流母线和220v线路两条直流母线，根据变电站实际电流负荷情况进行蓄电池容量设计，另外，必须要单独的通信线路，具体如图1所示：
图1 整合直流通信电源线路示意图
上述设计最大限度的缩小了设备的占地面积，也减少了蓄电池的使用数量，减少了成本投入。另外，单独空间安放提高了设备安全性。如果设备过多，会引发热辐射火灾，但是这样的设计能够减少上述问题。在整个设计中蓄电池容量设计最关键，在2014年我国已经颁布了变电站二次设备蓄电池符合系数应该为0.6，而整合蓄电池容量之后，能够将这些系数提升到0.8。
3通信规约的选择
进行智能化二次设备改造后，设备网络包括两个方面，分别为站控层、过程层，这两个层次具有不同的通信规约。首先，站控层次网络通信规约一般是103，将传统通信规约作为基础，成本能够有效控制，但是互动性操作也会下降，如果选择IEC61850通信规约作为基础，可以达到数字化控制平台构建的要求，但是相对比较使用效果好、成本高。通信规约一般应用与过程层次网络是FT3格式，并且具有传输延时性固定、串口通信要求高等优势，因此在使用过程中可靠性更高，通常信号复杂的过程层次网络中比较适用。
4电源一体化智能监控网络的构建
构建电源一体化智能监控网络非常重要，设计师要采用智能化电源监控设备，提高电源监控设备的性能，设计师要整合变电站各子电源监控系统，这样才能够实现监控网络的一体化、规范化，并实现电气二次设备的实时监控。一体化智能监控网络采用的总线连接方式，这样的方式能够将所有设备连接起来，这样不仅可以节约投入。但是智能监控设备由于要具备高处理能力，因此，要采用分布式设计理念。
该设计方案也就是在总线的基础上对每一个电源监控模块均设计相应的监控设备，通过智能化网络端口实现各监控设备的总控制，达到一体化监控的目的。这种设计方案虽然可以大幅度降低监控设备的工作负荷和系统的处理负荷，但所需要的电气二次设备数量大大增加，提高了电气二次设备投资和维护成本。
结束语
在信息化、智能化时代背景下，变电站智能化成为了电力企业现代化建设的主要趋势。在变电站智能化建设的过程中，二次设备设计是最重要的部分。本文首先分析了智能化变电站二次设计中存在的问题，并提出了具体的设计优化对策。
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论文作者:张嘉能
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：变电站论文; 设备论文; 电气论文; 智能论文; 系统论文; 规约论文; 电源论文; 《基层建设》2019年第15期论文;