施莉

(河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院,河北 石家莊 050031)

智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

施莉

(河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院,河北 石家莊 050031)

信息化時(shí)代的到來,給智能化變電站的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇.研究智能化變電站中電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析這一課題也就顯得非常有價(jià)值.本文首先對(duì)智能變電站所具備的優(yōu)勢進(jìn)行了探討,然后對(duì)智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析.

智能化變電站;電氣二次設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)要點(diǎn);信息技術(shù);數(shù)字化設(shè)計(jì)

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下,我國的智能化技術(shù)越來越成熟,將其合理地應(yīng)用于變電站中,促使了變電站的發(fā)展向前邁進(jìn)了一大步.隨著人們對(duì)智能化變電站的研究力度不斷加大,數(shù)字化被越來越多引入到變電站電氣二次設(shè)計(jì)中.在當(dāng)前科技條件下,為了保證智能化變電站的正常運(yùn)行,需要確保其所組成的二次設(shè)備處于正常的工作狀態(tài).而這些二次設(shè)備是由八個(gè)部分組成的,不僅包括了測量控制、遠(yuǎn)程傳動(dòng)、在線檢測和故障錄播裝置,同時(shí)還包含有繼電保護(hù)、防誤閉鎖、電壓無功控制及同期操作裝置.為了維護(hù)和保證二次設(shè)備系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和有效性,這八個(gè)裝置都需要保證能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化.現(xiàn)階段,由于智能化變電站越來越注重對(duì)數(shù)據(jù)資源的充分利用與分享,因此,變電站的智能化電氣二次分析、設(shè)計(jì)工作對(duì)變電站的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用.

1 智能變電站的優(yōu)勢

1.1 特點(diǎn)

在運(yùn)行過程中,與以往的變電站相比較,智能化變電站的功能更加多樣化和智能化.以前變電站沒有的變電站監(jiān)視、控制和故障錄波等功能在智能化變電站中都得到了實(shí)現(xiàn).數(shù)字化變電站是一種新型的變電站,它是一種兼顧有繼電保護(hù)、安全裝置和相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)的變電站.對(duì)于傳統(tǒng)的變電站來說,它們不僅存在著中硬件重復(fù)配置使用的缺點(diǎn),同時(shí)由于信息比較獨(dú)立,無法實(shí)現(xiàn)傳遞,并且成本不低,這些缺點(diǎn)在數(shù)字化變電站中都得到了很好的解決.

通過相應(yīng)的分析我們可以得出智能化變電站的結(jié)構(gòu)是quot;三層兩網(wǎng)quot;的結(jié)構(gòu)形式.這種結(jié)構(gòu)形式主要是通過三層即站控、間隔和過程層,還有兩網(wǎng)即站控層和過程層網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化信息的共享.它的主要優(yōu)勢是:成功的將智能化變電站的信息實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,然后再將數(shù)字化信息通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行傳遞,從而來實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的共享.與傳統(tǒng)的變電站相比,智能化變電站的特點(diǎn)更加明顯,將這些特點(diǎn)總結(jié)為以下四個(gè)方面.

(1)在以前的變電站中并沒有設(shè)置過程層,而智能化變電站則增加了這一設(shè)備,也就是智能化變電站通信網(wǎng)絡(luò)中多了次電氣設(shè)備,這一改變將智能化變電站數(shù)字化技術(shù)向前推進(jìn)了一大步.

(2)網(wǎng)絡(luò)化在智能化變電站間隔層設(shè)備中的成功應(yīng)用,提高了信息交換的效率.

(3)智能化變電站提高了在監(jiān)測和診斷兩個(gè)方面的性能優(yōu)勢,這是由于智能化變電站中加入了很多的智能化設(shè)備,比如說電子、傳感和執(zhí)行器等,在這些智能化設(shè)備的控制下,保障了系統(tǒng)的正常運(yùn)行.

(4)除了在智能化變電站間隔層設(shè)置了智能終端,同時(shí)還將智能終端設(shè)置在了一次設(shè)備上,并且使用光纖通信將這兩個(gè)智能終端進(jìn)行了有效的連接(而以前是通過測控柜電纜連接的).另外電氣回路連接出現(xiàn)在測控裝置與智能終端之間.

1.2 智能化變電站的優(yōu)勢

與以前的變電站相比,智能化變電站的主要優(yōu)勢就是,智能變電站比傳統(tǒng)的變電站多了一個(gè)過程層,這一條件的實(shí)現(xiàn),大大促進(jìn)了變電站的數(shù)字化水平的提高.另外,智能化變電站的間隔層能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,這一情況實(shí)現(xiàn)了信息交換,大大提高了信息的交換率.

2 智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 智能化變電站設(shè)備選擇要點(diǎn)

智能化變電站中最重要的一項(xiàng)工作就是要選擇合適的電氣二次設(shè)備,比如,在對(duì)智能化變電站的智能開關(guān)和電子感應(yīng)器等設(shè)備的選用,一定要非常的慎重.現(xiàn)如今的智能化變電站,我們經(jīng)常會(huì)進(jìn)行進(jìn)線網(wǎng)格化,通過這樣的操作,使電氣二次設(shè)備能夠有效的支撐智能化變電站的順利運(yùn)行.目前,在對(duì)智能化變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于智能開關(guān)和電子感應(yīng)器的設(shè)計(jì),主要容易出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的問題.

(1)對(duì)智能開關(guān)的選擇,一定要在符合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,來選擇最合適的開關(guān).在眾多的選擇當(dāng)中,智能開關(guān)是最科學(xué)合理的.智能開關(guān)的使用,對(duì)于整個(gè)智能化變電站的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用.因?yàn)橹悄荛_關(guān)選擇的是否合適,不僅會(huì)影響到整個(gè)智能變電站的在線監(jiān)測功能,同時(shí)還會(huì)嚴(yán)重影響到整個(gè)智能變電站的智能控制功能.另外,對(duì)于智能開關(guān)的合理運(yùn)用,還能在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化方面起到了很大的作用,它的使用為其提供接口,因此使智能化水平向前推進(jìn)了一大步.當(dāng)然,智能開關(guān)也存在一定的缺點(diǎn),比如,智能開關(guān)的成本和維修費(fèi)用比較高.

(2)如果在智能化變電站中使用一般的開關(guān),雖然這種開關(guān)能夠提供數(shù)字化接口,但是在線監(jiān)測功能在這種情況下不能使用.

(3)在對(duì)電子互感器進(jìn)行選擇的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)面臨著選用有源還是無源式電子式互感器的問題.目前在實(shí)際的選擇過程中,更多的人喜歡選用有源式電子互感器,因?yàn)檫@種形式的電子互感器是通過激光的方式來實(shí)現(xiàn)相關(guān)匹配的,從而使得整個(gè)電源的穩(wěn)定性得到了極大的提高.而無源式電子式互感器,這種形式的互感器所應(yīng)用到的原理是光學(xué)傳感技術(shù),不僅需要花費(fèi)非常大的成本,更為重要的是這種類型的電子式互感器的穩(wěn)定性不高,所以很多人都會(huì)選擇第一種類型的電子式互感器.

2.2 通信規(guī)約選擇要點(diǎn)

一般情況下,在對(duì)智能化變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)時(shí),所選擇的通信規(guī)約也是有一定差異的.103通信規(guī)約比較適合于站控層網(wǎng)絡(luò),103采用傳統(tǒng)功能設(shè)計(jì)形式,但是同時(shí)該通信規(guī)約也存在一定的缺點(diǎn),比如它在操作方面沒有優(yōu)勢,主要適用于要求和成本都相對(duì)較低的變電站系統(tǒng).而IEC 61850作為另外一種通信規(guī)約的選擇,在實(shí)施性方面具有比較大的優(yōu)勢,但是缺點(diǎn)就是需要的投入比較高.過程層網(wǎng)絡(luò)規(guī)約比較適合選擇第二種,原因是后者采用的是FT3幀格式,優(yōu)點(diǎn)比較多,比如,較高的實(shí)施性能、傳輸延時(shí)固定等.另外還存在IEC 60044-8通信規(guī)約這種形式,對(duì)于這種形式的通信規(guī)約使用,主要是針對(duì)于對(duì)象設(shè)計(jì)進(jìn)行的,從而使得所構(gòu)建的智能化變電站更加的完美.不過這種類型的通信規(guī)約在使用的時(shí)候,是存在很大的局限性.比如,無法固定傳輸延時(shí),穩(wěn)定性比較差,并且所需要耗費(fèi)的成本也很高.

2.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,我們會(huì)將智能化變電站分成三個(gè)層次來進(jìn)行,這三個(gè)層次分別是過程層、網(wǎng)絡(luò)層及架空層.對(duì)于每一個(gè)層次,設(shè)計(jì)人員都需要根據(jù)其特點(diǎn)來進(jìn)行分別設(shè)計(jì).特別需要注意的是,對(duì)于過程層的設(shè)計(jì),是對(duì)智能化變電站和傳統(tǒng)變電站進(jìn)行有效區(qū)分的重要組成部分,所以,我們在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,要提高對(duì)它的重視.當(dāng)前,當(dāng)我們在選擇智能化變電站站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案時(shí),要綜合考慮多種因素,選擇成本最低、最科學(xué)合理同時(shí)也最穩(wěn)定可靠的方案,其中最符合條件的就是以星型太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為支撐.

3 結(jié)語

在對(duì)電氣二次設(shè)計(jì)的實(shí)際過程當(dāng)中,在選擇智能設(shè)備上我們需要重視,除此之外,在對(duì)智能化變電站進(jìn)行電氣二次設(shè)計(jì)的時(shí)候,還需要充分重視對(duì)通信公約及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì).經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為了智能變電站的發(fā)展提供了基礎(chǔ),在進(jìn)行智能化變電站的電氣二次設(shè)計(jì)時(shí),為了保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平,設(shè)計(jì)人員首先要熟悉并掌握到電氣二次設(shè)計(jì)的要點(diǎn),還要充分做好設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制措施和預(yù)防措施.只有這樣才能設(shè)計(jì)出優(yōu)勢突出的作品,才能為智能化變電站的發(fā)展提供保障.

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