智能化变电站中电气二次设计关键点分析 白鹏

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第30期   作者:白鹏
[导读] 摘要:变电站是电力系统中重要的组成部分,随着电力系统数字化的发展,变电站也逐渐的演变为数字化结构,有效的提升了变电站的自动化,电气二次设计在数字化变电站的建设当中扮演着相当重要的角色。
        (内蒙古电力勘测设计院有限责任公司  内蒙古呼和浩特  010010)
        摘要:变电站是电力系统中重要的组成部分,随着电力系统数字化的发展,变电站也逐渐的演变为数字化结构,有效的提升了变电站的自动化,电气二次设计在数字化变电站的建设当中扮演着相当重要的角色。文章从工作实际出发,从智能变电站的优势详细的分析了相关的工作要点,希望能够为以后的工作提供参考和借鉴。
        关键词:智能化变电站;电气二次设计;设计要点;信息技术;数字化设计
        在智能电网当中,智能变电站属于重要组成部分,其中最为重要的部分则是设备信息数字化、功能集成化以及结构紧凑化等。相应技术人员进行二次设备设计过程中,需要对相同功能、相同设备等进行科学整合,通过这种方式能够有效提升变电站运行管理水平,同时能够是运行维护工作量得以有效减少,最终使全寿命周期成本得以有效降低,同时促使智能变电站的建设得以推广和发展。
        1智能变电站电气技术特点
        站在逻辑角度进行分析,智能变电站属于“三层两网”结构,其中既有站控层和间隔层,同时也有过程层和站控层网络。使用这种结构构架方式,为信息的采集、传输和处理等提供了较高的可能,其特点有:智能化变电站信息全部实现数字化,对不同设备之间实施信息传递,主要是借助网络传递的手段,这样就能够使通信模型足够标准化,每种设备和功能之间借助信息平台,实现共享。将智能变电站和传统变电站之间进行比较,第一方面,最为显著的特点便是增设了过程层,也就是将一次电气设备归纳到智能化变电站通信网络当中,这种变化属于数字化发展史上的重要变化。第二方面,智能变电站间隔层实现了网络化,相应数字信息可以直接被传输到站控层中的交换机中,这样就将转换接口消除,从而使信息交换率大大提高。第三方面,智能变电站当中,存在一定的电子设备,传感器以及智能化设备,并且存在相应智能开关中的全部功能。在这种情况下,便可以进行相应系统的有效控制,尤其是进行相应的检测和诊断,存在这较大的优势。第四方面,智能化变电站中存在的间隔层和一次设备均具备智能终端装置,而智能终端装置和智能终端两者之间是通过光纤通信进行连接的,代替了已有的测控柜电缆,但测控装置和智能终端两者之间是通过电气回路进行连接的,这也是智能化变电站所具备的特点。
        2智能化变电站的优势
        站在智能化变电站角度进行分析,其中的间隔层中所需使用的设备,必须连接相应的设备,进而实现相应的网络化。若信息技术提供相应支持,变电站中相应的数字信息便可以直接进入到站控层当中的交换机当中,这就为信息交换提供了可能,并且不需要进行网络结构下的接口装置步骤,并且使信息交换率得以提升。信息得以交换,智能化变电站还能够面向系统,为其提供一定的智能开关装置,从而让系统能够对设备运行情况进行控制。如果变电站能够正常运行,便可以使在线检测作业、故障诊断等方面的优势得以充分发挥。
        3智能化变电站电气二次设计应该采取的措施
        3.1智能化设备整合
        ①在选择智能开关时,应结合原有传统开关设计方案,将变电站内所有电气二次设备的接口全部转变为数字化模式,然后将其与智能终端机相连接。这种直接的方式虽然可以降低智能化变电站设备的投资成本,但是由于缺乏了数据线路监控设备,因此从智能化角度看仍存在明显的缺陷。②可以选择在数字化接口处加装有源性或无源性电子互感器,其中有源性互感器能够有效地使电源和电路之间形成匹配,解决了电源本身稳定性的问题;无源性互感器则主要是采用光学传感技术,所需要的费用较高,因此目前国内智能化改造设计中不常应用。③可以选择基于IEC61850的自动化系统,该系统可以将电气二次设备实现网络化转变,同时可以与变电站内各打印设备相连接,从而实现设备集控、打印集控的设计目的。


        3.2选择合适的通信规约
        为了让以后的工作能顺利进行,选择合适的通信规约显得越来越重要。和另一个基于智能变电站IEC61850通信协议的网络和面向对象设计相比,基于智能变电站二次网络设计网络通信平台系统可以说是一种确实有效的平台,构建数字化变电站这种形式的通信协议的建设费用比较高,良好的实现是智能化变电站的主要优势。在同一时间内帧格式具有传输延迟的优点,所以过程层网络代码可以选择帧格式。插值方法具有较高的可靠性,适合于串口通信。为了使变电站的平台变得更加数字化,可以应用EC60044---8通信协议,这种通信协议是比较合适的通信规约,更加适合智能变电站的二次设计过程。
        3.3直流通信电源整合
        电气二次设备的电源中包括蓄电池,而蓄电池的容量则应该按照2h独立发电为标准,如变电站本身地理位置偏远,则蓄电池容量应满足4h独立通信或2h独立发电。智能化电气二次设备设计时应采用分段式开关设计,即采用整合直流电源设计方案。该方案并不会删除变电站已有的直流供电线路,而是在48V线路和220V线路上设计两个直流母线,并根据变电站内实际电流负荷情况设计蓄电池的容量,并且不设计单独的通信线路蓄电池。该设计方案可有效降低二次电气设备的优势在于可有效降低设备所占场地面积,并且降低了蓄电池的使用数量,可选择单独的空间进行安防,大大提升了设备的安全性,也避免了设备过多所引发的热辐射型火灾。在整合之后蓄电池的容量设计最为重要,我国2014年颁布的标准中指出变电站电气二次设备蓄电池负荷系数应为0.6,但经整合后应提升到0.8。
        3.4电源一体化智能监控网络的构建
        智能变电站电气二次设备设计时,应建立高效的智能化电源监控设备,可将变电站内各子电源监控系统整合在一起,从而形成一体化的监控网络,直接对电气二次设备进行监视。显示的是集中式一体化电源监控网络,其主要是利用总线连接的模式,将各个电气设备电源的智能监控模块直接与监控设备进行连接,从而节约设备使用成本,但其对监控设备的处理能力要求较高。另外还可以采用分布式的设计理念。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。
        3.5智能设备网络的完善
        对于智能化变电站来说,网络结构设计中,需要把整个变电站划分为三个层次,即过程层、网络层和架空层。对于这三个层次来说,均需独立网络方案的设计。在这三个层次中,过程层网络由于是智能化变电站与传统变电站网络设计得以有效区别的核心内容,因此,在具体操作中,应予以重点的关注。目前,综合考量经济性、合理性和可靠性等因素,在智能化变电站站控层网络设计方案的选择上,应选择以星型太网网络为支撑。
        结语
        信息技术随着城市化进程速度的加快而得到迅猛发展,对智能化变电站中电气进行二次设计显得越来越有必要。要想完全实现智能变电站的电气二次设计,必须要大力发展科学技术,提高设计水平。同时控制质量的措施还必须要提前准备。对智能变电站进行二次设计分析要考虑到目前二次设计的现状,智能变电站的技术特点以及辅助设备的的优点,以此进行综合全面的分析。
        参考文献:
        [1]王颖.智能化变电站中电气二次设计关键点分析[J].通讯世界,2016(21):206-207.
        [2]郭瑞雪.智能化变电站中电气二次设计关键点分析[J].工业,2017(1):00146-00146.
        [3]金雪峰,李耀宇.智能化变电站中电气二次设计关键点分析探究[J].工程技术:全文版:00155-00155.
 
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: