節(jié)能降耗背景下智能化變電站設(shè)計要點分析

閆英

（運城市電力設(shè)計院，山西 運城 044000）

新型變電站設(shè)計要最大程度的達到節(jié)能降耗的目的，必須在智能化的基礎(chǔ)上進一步整合和完成管理。我國智能變電站發(fā)展還不成熟，設(shè)計施工理念都還不完善，也缺少配套的制度法規(guī)，因此在智能化變電站設(shè)計方面還需要不斷的學(xué)習(xí)和摸索。

1 智能變電站概況

現(xiàn)代智能變電站的主要構(gòu)成，分為站控、過程和間隔三個組成部分。其中站控層主要是通過智能化系統(tǒng)，利用變電站內(nèi)專門設(shè)計的通訊網(wǎng)絡(luò)和構(gòu)建的監(jiān)測管理系統(tǒng)對過程層和間隔層的設(shè)備運行進行監(jiān)測和管理，還可以通過這個監(jiān)控管理系統(tǒng)實現(xiàn)對整個變電站運行的安全管理。過程層的主要構(gòu)成是組件合成的智能設(shè)備、一次設(shè)備、智能終端和合并單元。過程層的主功能是實現(xiàn)變電站分配、傳輸、測量等一系列相關(guān)的功能。間隔層主要指二次設(shè)備利用間隔數(shù)據(jù)對間隔層中的一次設(shè)備進行通信和管理的功能。

2 智能化變電站的優(yōu)勢

2.1 建立統(tǒng)一的信息模型和采用相同的信息接入?yún)f(xié)議，構(gòu)建變電站特有的信息平臺，從而做到變電站內(nèi)信息資源共享。因為采用了相同的通訊協(xié)議和信息模型，使變電的機器設(shè)備之間能夠更好的相互協(xié)作，提高了信息資源共享的速度和效率，也降低智能電站的設(shè)計和維修費用。

2.2 使用最新的光纖維信號傳輸，比以往通過電纜進行信號傳輸提高了傳輸?shù)乃俣群托盘枩?zhǔn)確度，降低了安裝和維護的費用。采用電子式互感器解決了電磁式互感器的飽和問題，實現(xiàn)了設(shè)備無油化，顛覆了絕緣概念提升了變電站的安全性，減少了占地面積。

2.3 實現(xiàn)變電站一次設(shè)備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，各在線監(jiān)測裝置采用統(tǒng)一的后臺、架空、接口及通信規(guī)約。應(yīng)用合并器解決數(shù)據(jù)采集設(shè)備重復(fù)投資問題，有效降低建設(shè)成本。

3 智能化變電站的設(shè)計原則

3.1 對變電站智能化設(shè)計必須要保持變電站整體的穩(wěn)定性和運行的經(jīng)濟性。

3.2 提高設(shè)備的智能化，并對這些設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)組合，降低變電站建設(shè)運行成本。

3.3 通過變電站通用通訊協(xié)議，構(gòu)建變電站監(jiān)測管理系統(tǒng)，監(jiān)測和管理全站和部分關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)，減少變電站故障次數(shù)和增加維修效率。

3.4 高度集成設(shè)備，實現(xiàn)功能簡約化和人性化。增強變電站智能化程度，對變電站設(shè)備進行合理的整合布局，通過網(wǎng)絡(luò)布局進行全站信息資源共享，提高變電站整體運行效率，提高變電站運行的自動化水平和管理效率，優(yōu)化整個變電站的全壽命周期成本。

3.5 所采用的新設(shè)備和技術(shù)都要保留升級的功能，從而使設(shè)備能夠隨著科技的發(fā)展不斷升級，以滿足市場需求的發(fā)展變動。

4 智能化變電站裝配設(shè)計要點分析

4.1 對一次設(shè)備進行智能化升級

對變電站進行必要的智能設(shè)計是變電站節(jié)能降耗的科技基礎(chǔ)?？梢暬?、數(shù)字化、一體化和信息交互性是智能變電站一次設(shè)備進行智能化設(shè)計的要求。在對一次設(shè)備進行智能化的時候，要在主變壓器中安裝智能終端和配套的合并單元。在出線間隔、主變進線間隔內(nèi)分別配置智能終端。例如分別配備專門的智能終端在母聯(lián)間隔和母線設(shè)備間隔上。對變電站裝配全站和核心部件狀態(tài)監(jiān)測后臺系統(tǒng)，通過跟蹤監(jiān)測，獲取變電站運行的各項數(shù)據(jù)，然后進行匯總和分析，并提出針對性調(diào)整和檢修方案。過程層設(shè)備采用一對一的方式和間隔層的設(shè)備進行連接。過程層其實就是一二次設(shè)備的相結(jié)合的一個面，結(jié)合面上的設(shè)備具有自我檢測和自我描述的功能，并通過實行共同的通訊協(xié)議和信息模型，和站控層實現(xiàn)信息的交流互動。

4.2 對二次設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)化布局

4.2.1 站控層設(shè)備管理成網(wǎng)絡(luò)化分布。站控層設(shè)備不需要安排專門的員工來值班，而是通過建立無人值班變電站，通過智能設(shè)備達到對變電站進行智能控制管理的目的。站控層設(shè)備可以提供方便的人機交流界面，方便管理人員管理控制過程層和間隔層的設(shè)備以及各項設(shè)備功能，形成對變電站全天候的監(jiān)控管理。通過站控層的智能升級可以在變電站建立一個管控中心，對變電站實行遠程控制和集中而簡約的控制。各分層的設(shè)備通過智能終端將自檢和掃描后的信息上傳，實現(xiàn)對整個變電站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。

4.2.2 變電站間隔層設(shè)備的配置情況。監(jiān)測系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、錄波系統(tǒng)和計量系統(tǒng)等中的設(shè)備是共同組成變電站間隔層。間隔層在站控層的網(wǎng)絡(luò)失去監(jiān)控管理能力的時候，它的二級子系統(tǒng)能夠獨立完成對本間隔層內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控管理。通過在各個間隔層配置數(shù)字接口處設(shè)計專門的保護性檢測和控制設(shè)備，對變電站間隔層的設(shè)備運行進行檢測和管理。另外在間隔層的設(shè)備之中也同樣執(zhí)行變電站通用的通訊協(xié)議，起到自我檢測狀態(tài)和自我描述的作用。也就是說間隔層利用變電站統(tǒng)一的通訊協(xié)議進行通訊和監(jiān)測管理本層內(nèi)設(shè)備的運行。同時間隔層內(nèi)的設(shè)備也具備基本的數(shù)據(jù)分析和向站控層傳遞數(shù)據(jù)信息的功能，并不完全依靠于站控層設(shè)備對本層設(shè)備進行監(jiān)控管理。

4.2.3 過程層的設(shè)備設(shè)計。過程層其實是兩次設(shè)備的過渡結(jié)合面，這個層面內(nèi)的設(shè)備和結(jié)合面基本上都是采取一對一式的連接方式。同樣的過程層面內(nèi)的設(shè)備本身也具有自我檢測和自我描述的功能。它和間隔層一樣，采用變電站通用的通訊協(xié)議可以進行獨立掃描自檢，單一的合并器的采樣信息可以被多個二次設(shè)備接收到。變電站用于保護設(shè)備安全的保護裝置可以通過總線端口和站控層的智能終端進行一對一的通信。為了保證變電站設(shè)備故障時設(shè)備跳閘的速度優(yōu)勢，這種通信系統(tǒng)中的通訊信號完全能夠滿足使用GOOSE服務(wù)的要求。

結(jié)語

變電站進行智能化設(shè)計是一個發(fā)展趨勢，它將會隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展不斷前進。在對變電站進行智能化設(shè)計的過程中，設(shè)計人員一定要優(yōu)先考慮變電站的實際情況，在此基礎(chǔ)上合理規(guī)劃變電站智能化系統(tǒng)，提高變電站工作效率，降低變電站整個系統(tǒng)在工作時的能耗，從而促進變電站整體上達到節(jié)能降耗的效果。因此變電站的建設(shè)一定要在保證安全的全局中，合理經(jīng)濟的推動變電站智能化的進程。要始終謹記變電站設(shè)計規(guī)劃的目的是為了變電站更好和更持久的發(fā)展。智能化變電站的建成，通過設(shè)備智能化和管理智能化兩個方面，實現(xiàn)降低變電站生產(chǎn)成本，提高變電站系統(tǒng)工作效率的目的，最終達到變電站總體上節(jié)能降耗的目標(biāo)。

[1]翟聰.關(guān)于煤礦智能變電站設(shè)計探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（29）：22.

[2]高群.智能化變電站設(shè)計改進及實施[J].電氣時代，2012（9）：46.

[3]賀中橋，權(quán)繼紅.淺談智能變電站設(shè)計與建設(shè)[J].電子世界，2012（24）：60.