數(shù)字化變電站電氣二次設(shè)計(jì)

許爽++蔡文嬋

摘 要：所謂的數(shù)字化變電站指的是對(duì)變電站信息輸出、信息處理以及信息收集過(guò)程中利用數(shù)字化設(shè)備和技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)字化運(yùn)行。該文所研究的電氣二次設(shè)計(jì)針對(duì)的是主線路一次設(shè)備實(shí)施的一次設(shè)備檢測(cè)設(shè)計(jì)、設(shè)備參數(shù)測(cè)量設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì)。因此，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮電氣二次設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)作用，建立完善的數(shù)字化變電站監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站 二次設(shè)計(jì) 監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（c）-0008-02

要想在數(shù)字化變電站監(jiān)控之中切實(shí)發(fā)揮出電氣二次設(shè)計(jì)的作用，就必須清楚的了解、掌握數(shù)字化變電站二次設(shè)計(jì)的步驟，并對(duì)其進(jìn)一步研究，從而更好地掌握網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與端子排圖設(shè)計(jì)，正確的選擇智能設(shè)備，進(jìn)而為確保數(shù)字化變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，提升數(shù)字化變電站運(yùn)行質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 數(shù)字化變電站

隨著自動(dòng)化、智能一次設(shè)備技術(shù)、電子式互感器技術(shù)和數(shù)字化變電站運(yùn)行操作技術(shù)的逐步升級(jí)，現(xiàn)代化技術(shù)的快速融合，這類技術(shù)已經(jīng)逐步走向成熟，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了數(shù)字化變電站系統(tǒng)建設(shè)，給我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)提供了新的發(fā)展契機(jī)。我國(guó)數(shù)字化變電站建設(shè)至今已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，進(jìn)入到了工程實(shí)踐階段。我國(guó)第一座數(shù)字化變電站于2006年杜爾伯特草原投入正式運(yùn)營(yíng)，它實(shí)現(xiàn)了我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)上的優(yōu)化和精細(xì)化突破。通過(guò)數(shù)字化變電站的建設(shè)極大地提升了我國(guó)電網(wǎng)的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用水平、增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度能力，同時(shí)數(shù)字化變電站也有效地降低變電站建設(shè)成本。

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)信息、技術(shù)高速發(fā)達(dá)的社會(huì)，想要在不同領(lǐng)域取得良好的成績(jī)，必須要充分利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而數(shù)字化變電站就是利用數(shù)字化設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行信息收集、傳輸、處理和輸出的操作，完成了變電站的數(shù)字化運(yùn)行。總的來(lái)講，數(shù)字化變電站具有以下幾點(diǎn)特征：擁有網(wǎng)路化通信、智能化設(shè)備、自動(dòng)化運(yùn)行管理和統(tǒng)一化通信協(xié)議和模型。建設(shè)數(shù)字化變電站的重要基礎(chǔ)，就是將一次設(shè)備、二次設(shè)備完全轉(zhuǎn)化為智能設(shè)備，并且同其他設(shè)備交換控制命令，做好信息接口的處理工作。必須要時(shí)刻保持好智能化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，維護(hù)智能化設(shè)備自身健康，現(xiàn)用的設(shè)備均具有自我在線檢測(cè)能力，能夠及時(shí)進(jìn)行自身健康裝填檢測(cè)，并將檢測(cè)信息及時(shí)反饋給設(shè)備，由系統(tǒng)進(jìn)行綜合的健康狀態(tài)判斷，采取適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

2 電氣二次設(shè)計(jì)

明確電氣二次設(shè)計(jì)的對(duì)象是做好電氣二次設(shè)備工作的關(guān)鍵所在。一般來(lái)講，電氣二次設(shè)計(jì)對(duì)象主要包括：直流電源系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化工程安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及元件繼電保護(hù)等。同時(shí)，還要對(duì)電氣二次設(shè)計(jì)過(guò)程可能遇見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行綜合的歸納和總結(jié)。常見(jiàn)的電氣二次設(shè)計(jì)問(wèn)題有：繼電保護(hù)問(wèn)題、電氣安全問(wèn)題、光纖縱差保護(hù)問(wèn)題等。下面就這幾點(diǎn)電氣二次設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。

繼電保護(hù)問(wèn)題，是指對(duì)元件及系統(tǒng)進(jìn)行的繼電保護(hù)。其中，對(duì)元件進(jìn)行的繼電保護(hù)主要是指對(duì)變壓器的繼電保護(hù)，也就是要對(duì)變電站變壓器、變壓器組、發(fā)動(dòng)機(jī)所實(shí)施的保護(hù)。而對(duì)系統(tǒng)的繼電保護(hù)則主要是指將系統(tǒng)之中無(wú)法正常運(yùn)行的故障元件予以切除。繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中保護(hù)裝置拒動(dòng)問(wèn)題較為常見(jiàn)，采取雙重化配置可以有效解決這一問(wèn)題，但是一旦采用這保護(hù)裝置，那么在應(yīng)用時(shí)就必須將相關(guān)電源全部切斷，所以在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中都必須給每一套保護(hù)裝置配備獨(dú)立的交流電壓和電流回路，以確保各套保護(hù)裝置運(yùn)行停止時(shí)，不會(huì)受其他裝置影響也不對(duì)其他裝置產(chǎn)生影響。

電氣安全問(wèn)題，也是電氣設(shè)計(jì)中必要考慮的問(wèn)題，電氣二次設(shè)計(jì)不僅要確保設(shè)計(jì)專業(yè)化，同時(shí)還要做好重大生產(chǎn)事故的預(yù)防工作，確保電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。所以，在數(shù)字化變電站的電氣二次設(shè)計(jì)時(shí)，安全防誤裝置的安裝是十分必要的，需要注意的是該裝置的安裝與電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、投入運(yùn)行必須保持一致，也只有如此，才能夠確保該裝置全程參與到電力系統(tǒng)運(yùn)行之中。

實(shí)施光纖縱差保護(hù)，主要依靠的兩側(cè)的電氣量轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，而實(shí)現(xiàn)的光纖雙側(cè)通訊，從而達(dá)到兩側(cè)電氣量差動(dòng)比較保護(hù)。光纖縱差保護(hù)回路線纜可以較長(zhǎng)，相對(duì)于一般差動(dòng)保護(hù)而言具有一定的優(yōu)勢(shì)，且不會(huì)引發(fā)較大的回路負(fù)載問(wèn)題。同時(shí)，光纖還具備著較強(qiáng)的防電、防雷能力，信息的傳輸距離較長(zhǎng)，傳輸?shù)男畔⒘恳草^大。但受到繼電保護(hù)系統(tǒng)同通信系統(tǒng)連接上所存在的設(shè)計(jì)盲區(qū)影響，至今尚未形成一個(gè)有效的繼電保護(hù)與通信系統(tǒng)的整體低阻抗二次系統(tǒng)平面，造成了光纖縱差保護(hù)通道告警自愈切換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，想要解決這一問(wèn)題，就必須要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到通信機(jī)房與繼電保護(hù)室之間接地銅排的鋪設(shè)，采用外屏蔽層加強(qiáng)通信機(jī)房之間的連接保護(hù)。

3 數(shù)字化變電站電氣二次設(shè)計(jì)

可以說(shuō)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中電氣二次設(shè)備不僅占據(jù)著十分重要的地位，也同樣起著十分重要的作用。一般情況下，數(shù)字化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)步驟，主要包括以下幾點(diǎn)。

智能設(shè)備其是由二次設(shè)備、電子式互感器、智能開(kāi)關(guān)共同組成的。因此，要想做好電氣二次設(shè)計(jì)，就必須做好二次設(shè)備、電子式互感器、智能開(kāi)關(guān)的選擇工作。一般來(lái)講，在選擇二次設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)該確保所選擇的二次設(shè)備能夠網(wǎng)絡(luò)化；在電子式互感器的選擇上，目前我國(guó)多使用電子式互感器；在智能開(kāi)關(guān)的選擇上，我國(guó)的數(shù)字化變電站多數(shù)采用的都是智能終端與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)相互組合的智能開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)。也有極少數(shù)采用理想智能開(kāi)關(guān)模式，這是因?yàn)槔硐胫悄荛_(kāi)關(guān)的造價(jià)是十分高昂的。

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，其主要可以分為三個(gè)層次，站控層、間隔層、過(guò)程層。站控層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多為星型以太網(wǎng)，而設(shè)計(jì)站控層的根本目的，主要是為了管理監(jiān)控層與過(guò)程層，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠與調(diào)度中心始終保持良好的通信狀態(tài)。設(shè)計(jì)間隔層的根本目的，主要是為了實(shí)施監(jiān)控，因此，間隔層的測(cè)控設(shè)備主要采取GOOSE協(xié)議、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的有效互換。過(guò)程層則主要由智能終端、電子式互感器、合并單位共同組成。

在電氣裝置的二次設(shè)計(jì)上，其主要包括對(duì)保護(hù)裝置、監(jiān)控裝置、智能裝置的電氣二次設(shè)計(jì)。

在組屏方案設(shè)計(jì)上，其重點(diǎn)就在于不同電壓等級(jí)的只能裝置、合并單元單獨(dú)組屏。

在端子排圖設(shè)計(jì)上，如何防治電線電纜老化時(shí)期最值得注意的問(wèn)題，這是因?yàn)樵诙俗优艌D設(shè)計(jì)過(guò)程中勢(shì)必會(huì)運(yùn)用到光線電纜。同時(shí)，在端子排圖設(shè)計(jì)過(guò)程中還必須將那些不必要的端子排連接設(shè)計(jì)進(jìn)行取消，進(jìn)一步簡(jiǎn)化冗余的控制回路，從而減少電力事故發(fā)生的可能性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，數(shù)字化變電站電氣二次設(shè)計(jì)就是要優(yōu)化變電站系統(tǒng)，不斷提升變電站的運(yùn)行效率和安全系數(shù)，實(shí)施有效的變電站運(yùn)行模式，深入挖掘電力資源優(yōu)勢(shì)，更好地滿足現(xiàn)代化發(fā)展需要。因此，必須要深入了解數(shù)字化變電站電氣二次設(shè)計(jì)的重要性和可行性，充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，全面加強(qiáng)變電站的信息系統(tǒng)建設(shè)，降低變電站建設(shè)總造價(jià)，提升變電站安全使用系數(shù)。

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