智能變電站電氣二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探析

汪玨

摘要：現(xiàn)階段，我國(guó)電力行業(yè)不斷改革，智能變電站電氣二次系統(tǒng)的復(fù)雜程度比較高，其主要作用是負(fù)責(zé)變電站內(nèi)各種電氣設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)。通過(guò)查閱大量的資料，對(duì)智能變電站電氣二次系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保障智能變電站電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：智能變電站;電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì);研究

前沿

智能變電站的廣泛應(yīng)用，給我國(guó)的電力企業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，智能變電站電氣二次系統(tǒng)應(yīng)用以及優(yōu)化，不僅可以確保電力企業(yè)的服務(wù)保持在很好的水平之上，還可以有效地促進(jìn)我國(guó)電力工程的運(yùn)行穩(wěn)定性，在一定程度上也減少了運(yùn)營(yíng)的成本，為電力企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)智能變電站的應(yīng)用，要充分的結(jié)合智能變電站電氣二次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，了解其應(yīng)用過(guò)程中的實(shí)際情況，從多方面入手，對(duì)智能變電站電氣二次系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保將電氣二次系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化之后的智能變電站能夠達(dá)到我國(guó)電力工程規(guī)定的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。另外，還要對(duì)在智能變電站電氣二次系統(tǒng)優(yōu)化之后的實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行一定的評(píng)價(jià)，確保電氣二次系統(tǒng)在應(yīng)用中能夠發(fā)揮其真正的價(jià)值，并且使其潛在的價(jià)值得以充分發(fā)揮。

1 智能變電站電氣二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

從智能變電站電氣二次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)分析，智能變電站電氣二次系統(tǒng)主要是由監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)運(yùn)行計(jì)算設(shè)備、電流電壓波動(dòng)數(shù)據(jù)錄波設(shè)備、自動(dòng)化智能運(yùn)行設(shè)備、智能化管理與終端調(diào)試設(shè)備等組合而成。如果其中的一組設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題，那么整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行都會(huì)受到影響，智能變電站的運(yùn)行可靠性就會(huì)出現(xiàn)大幅度的下降，甚至?xí){到電力網(wǎng)絡(luò)的正常供電。當(dāng)前，智能變電站的二次系統(tǒng)優(yōu)化主要是采用光電互感器進(jìn)行優(yōu)化，利用光電互感器進(jìn)行優(yōu)化時(shí)可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各項(xiàng)信息的共享，同時(shí)，還可以使變電站的二次系統(tǒng)運(yùn)行得到有效的優(yōu)化。也就是說(shuō)，當(dāng)前的智能變電站電氣二次系統(tǒng)的優(yōu)化主要是以智能化為核心，這也使智能變電站電氣二次系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了一些固有的特點(diǎn)。比如說(shuō)：第一，智能變電站電氣二次系統(tǒng)以及各種設(shè)備的運(yùn)行都是依靠數(shù)字化技術(shù)來(lái)完成的，對(duì)于各種數(shù)據(jù)的收集和整理等工作也是通過(guò)動(dòng)態(tài)的管理方式，提高了數(shù)據(jù)收集和整理的效率。第二，智能變電站的二次系統(tǒng)運(yùn)行是建立在網(wǎng)絡(luò)控制下，傳統(tǒng)的一次系統(tǒng)控制模式逐漸的被數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化取代。采用網(wǎng)絡(luò)化的管理方式，既可以有效的提升智能變電站的運(yùn)行效率，加強(qiáng)智能變電站在運(yùn)行中的安全性，又可以有效的降低運(yùn)行成本、提高運(yùn)行效益。第三，智能變電站的二次系統(tǒng)得到優(yōu)化之后可以使信息共享，變電站運(yùn)行過(guò)程中的各種信息可以互換，降低了系統(tǒng)的操作難度，也使智能變電站電氣二次系統(tǒng)的運(yùn)行更加的符合電力工程的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，為電力企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 智能變電站電氣二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探析

2.1?網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)屬于最為常見(jiàn)的智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)存在牽涉范圍廣、數(shù)據(jù)流量大、故障時(shí)影響廣等特點(diǎn)，多套測(cè)控、保護(hù)和安全自動(dòng)裝置均會(huì)受到廣泛應(yīng)用，同時(shí)產(chǎn)生的近萬(wàn)條（最多時(shí)）告警信號(hào)也會(huì)對(duì)運(yùn)維工作帶來(lái)嚴(yán)重影響，保護(hù)拒動(dòng)越級(jí)跳閘風(fēng)險(xiǎn)也可能因中心交換機(jī)故障出現(xiàn)。此外，由于采樣環(huán)節(jié)與出口環(huán)節(jié)分別增加合并單元、智能終端，智能站保護(hù)的整體動(dòng)作延時(shí)會(huì)因此增加7～10ms，保護(hù)可靠性和速動(dòng)性因此大幅降低，供電可靠性和電網(wǎng)安全性均會(huì)因此受到較為負(fù)面影響?；谏鲜鰡?wèn)題，需設(shè)法優(yōu)化傳統(tǒng)智能變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由此將研究對(duì)象智能變電站采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)更換為兩層一網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化后變電站結(jié)構(gòu)由間隔兼過(guò)程層與站控層組成，并采用一體化高速通信網(wǎng)絡(luò)一層網(wǎng)絡(luò)。基于一體化設(shè)計(jì)的站控層與業(yè)務(wù)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)設(shè)備優(yōu)化集成，具體設(shè)計(jì)需結(jié)合本期及遠(yuǎn)期規(guī)模設(shè)計(jì)。站控層需配置綜合應(yīng)用服務(wù)器1臺(tái)、監(jiān)控主機(jī)2臺(tái)（兼操作員站）、Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)1臺(tái);間隔層采用模塊化設(shè)計(jì)，在間隔層保護(hù)測(cè)控裝置中集成智能終端、合并單元;二次設(shè)備不采用B碼及SNTP對(duì)時(shí)協(xié)議，時(shí)間同步協(xié)議選擇IEE1588，并配合GOOSE、SV、MMS共網(wǎng)傳輸。設(shè)計(jì)不劃分安全Ⅰ、Ⅱ區(qū)，Ⅰ、Ⅱ區(qū)劃分采用交換機(jī)VLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)，全站設(shè)置變電站一體化高速通信網(wǎng)絡(luò)一層網(wǎng)絡(luò)，GOOSE、SV、MMS、1588報(bào)文共網(wǎng)共口傳輸，共配置交換機(jī)4臺(tái)，一層網(wǎng)接入間隔兼過(guò)程層、站控層設(shè)備。通過(guò)設(shè)備集成優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)層次得以實(shí)現(xiàn)縱向簡(jiǎn)化，二次設(shè)備數(shù)量大幅減少，交叉互聯(lián)橫向大幅減少，數(shù)據(jù)集中和共享得以更好實(shí)現(xiàn)。在多功能模塊化集成的二次設(shè)備設(shè)計(jì)支持下，中間環(huán)節(jié)大幅減少，故障率可最終實(shí)現(xiàn)有效降低，研究對(duì)象智能變電站在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后實(shí)現(xiàn)10.5萬(wàn)元的總投資節(jié)省，優(yōu)化設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性可見(jiàn)一斑。

2.2 輔助性智能系統(tǒng)方面的優(yōu)化

（1）對(duì)輔助系統(tǒng)中所包含分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并設(shè)定具體的優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)之間的資源共享。（2）加強(qiáng)輔助系統(tǒng)中照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等不同子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工況分析，選擇智能程度高的設(shè)備完善子系統(tǒng)功能，最大達(dá)到智能變電站運(yùn)行時(shí)輔助系統(tǒng)中各分系統(tǒng)之間的功能聯(lián)動(dòng)，提高作業(yè)人員的實(shí)際工作效率。（3）注重輔助系統(tǒng)中視頻錄像與紅外熱相判斷功能優(yōu)化，確保系統(tǒng)功能完善性，并降低智能變電站運(yùn)行成本。

2.3?光纜應(yīng)用方案優(yōu)化

由于智能變電站采用傳統(tǒng)的光纜熔接方式，因此原光纜應(yīng)用方案存在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作量大、隱患問(wèn)題出現(xiàn)幾率大、易受高溫環(huán)境影響、機(jī)械應(yīng)力強(qiáng)度不高、對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高、施工危險(xiǎn)性較大等特點(diǎn)?；趥鹘y(tǒng)光纜熔接方式存在的不足，本文建議優(yōu)化光纜聯(lián)接方案，以此降低施工難度、提高聯(lián)結(jié)可靠性、縮短施工周期，因此最終智能變電站采用免熔接光纖配線架配合預(yù)制光纜進(jìn)行施工。優(yōu)化后在戶外智能終端柜與對(duì)應(yīng)的室內(nèi)屏柜內(nèi)安裝免熔接光纖配線架，為方便布線，采用前進(jìn)前出式，右側(cè)、左側(cè)分別為預(yù)制光纜與屏內(nèi)尾纖的接口。優(yōu)化后的光纜應(yīng)用方案具備防腐性能好、防塵抗干擾性強(qiáng)、外表美觀、施工操作安全且方便等優(yōu)勢(shì)，模塊化設(shè)計(jì)也能夠有效節(jié)約安裝時(shí)間。優(yōu)化光纜應(yīng)用方案后，研究對(duì)象智能變電站施工得以節(jié)省大量工時(shí)，且全壽命周期內(nèi)可實(shí)現(xiàn)7.05萬(wàn)元的成本節(jié)約，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)用性由此得到證明。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，智能變電站電氣二次設(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，必須要深入了解智能變電站電氣二次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分發(fā)揮智能技術(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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