智能化变电站电气二次设计的要点分析张瑞明

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第6期   作者:张瑞明
[导读] 经济和技术的发展为智能变电站的发展提供了基础。
        摘要:经济和技术的发展为智能变电站的发展提供了基础。同时,在确保设计规范的基础之上,要确保整体系统的质量完善, 相关的作业人员首先要熟悉和掌握电气二次设计的重点核心,并充分采取设计质量控制和预防措施。通过以上的缜密设计和注意事项, 才能设计出具有突出优势的项目,为智能变电站的发展提供保障。基于此,本文主要分析了智能化变电站电气二次设计的要点。
        关键词:智能化;变电站;二次设计
引言
        对智能变电站中的二次系统进行优化设计的主要目的是不断提高智能变电站的实际工作效率与工作质量,确保其运行的稳定性与安全性,从而更好地满足电力生产的需求,降低投入的成本,充分发挥出智能技术的作用与价值。
1 智能变电站设计概述
        所谓的智能变电站设计,绝对不是一朝一夕可以完成,它需要耗费相关工作人员大量的时间与精力。故而变电站的设计绝非易事。在进行变电站的设计之前,首先要对变电站的项目设计,做一个深入的考虑,在确定了项目开设的意义与作用之后,要对整个项目开展的可行性做一个简单的研究。倘若有关部门对该项目的可行性并无异议, 则可以进行相应的文件办理,根据办理好的文件开始初步的设计,也就是一次设计。初步设计之后,有非常严格的评审阶段,在整个评审阶段,相关工作人员会再一次对项目的立意、性质与类型、运作模式以及维护模式等做一个细致的了解。倘若评审通过,那么整个项目的设计,也就是智能变电站的设计,也就进入了后半阶段,也就是二次设计的阶段。在这个阶段中,相关的工作人员要进行施工图的招标设计,与此同时要对所选用设备、仪器等物资进行招标。在招标决定之后,有关部门与招标对象就要立马确定施工设计图。设计图一旦确定下来,就可以马上进行动工了[1]。
2 智能变电站中二次系统的作用
        在对智能变电站中二次系统进行优化设计时,应遵循网络优化、设备集成、功能整合以及布置优化的原则,同时,要符合易升级、易扩展、易改造的应用要求。
        2. 1 全面保护控制系统运行稳定性
        智能变电站中的二次系统具有保护与控制功能,比如,自动检查与诊断功能、自动上传相关检查信息与故障信息功能,还可以直接进行采样处理,并根据故障情况自主完成跳闸。
        2. 2 具有站域保护控制功能
        站域保护控制是智能变电站正常运行的实际需求,也是变电站功能与规模的一种结合。通过整理变电站内对象所具有的开关量、电气量以及就地级保护设备等相关信息完成决策,进而实现低周减载、全站备投等相关功能,实现35kV 和10kV 的简易母差的保护功能以及110kV 单套保护的冗余配置功能[2]。
        2. 3 实现一体化操作平台
        智能变电站的主要业务功能分为公共服务、基础平台以及统一访问接口3 个部分。其中,将第三方扩展应用模块与标准化接口进行连接,可以使其实现设备监测、电网监控等功能,从而提高平台的易维护性与扩展性。
3电气二次设计要点
        3.1 智能化变电站设备选择要点
        智能变电站最重要的任务是选择合适的电气二次设备,智能开关和电子传感器在选择智能变电站设备时, 一定要非常小心。目前,在智能变电站中,它经常与电网相连。通过这样的操作, 二次电气设备可以有效地支持智能变电站的平稳运行。目前,在智能变电站二次电气设计中,智能开关和电子传感器的设计容易出现以下问题:
        (1)智能开关的选择必须根据实际情况选择最合适的开关。在众多的选择中,智能开关是最科学、最合理的。智能开关的使用对整个智能变电站的正常运行起着重要的作用。智能开关的选择合理, 不仅会影响整个智能变电站的在线监控功能,还会严重影响整个智能变电站的智能控制功能。此外,为了合理使用智能交换机, 它还可以对实现数字化起到很大的作用。智能交换机也有一些缺点,比如智能交换机的成本和维护成本都比较高[3]。


        (2)如果在智能变电站中使用总开关,虽然开关可以提供数字接口,但在这种情况下不能使用在线监测功能。
        (3)在选择电子式互感器时,经常会遇到选择有源或无源电子式互感器的问题。目前,在实际的选择过程中,越来越多的人喜欢选择有源电子变压器, 因为这种形式的电子变压器采用激光匹配,使得整个电源的稳定性有了很大的提高。以光学传感技术为原理的无源电子变压器不仅价格昂贵, 而且这种电子变压器的稳定性也不高, 因此很多人会选择第一种电子变压器。
        3.2智能变电站的通信规约
        电气二次设备的构建网络改造汇总,对于通信规约的选择也十分重要。在站控层与过程层的通信规约涉及范围也有所不同。
        (1)站控层的通信规约一般选择103 系统,由于其通信规约的传统性强,故其成本投入也较小,但其劣势在于各工作系统之间的操作互助性较差。IEC61850 系统能够实现数字化平台的构建,实现智能变电站电气二次设备的高效控制,但其构建成本较高,在实际应用中为企业带来的经济压力比较大。
        (2)IEC61850 系统适用于过程层的网络系统建设,其FT3 的帧格式与传输延时的固定性能够使过程层的实用性能得到优化,使其接受信号的能力得以增强,从而建设稳定性更优的处理层工作系统[4]。
        3.3智能变电站中设备网络的设计
        对电气设计系统中的现有网络的完善工作,是实现智能化通信的首要条件。利用现代电子通信技术中的光纤电缆替代传统型较为厚重的电缆,不仅能够在设计中加强安全性能,同时也提升了传输信号的效率。采用单独的数据线路强化设计方案,能够降低其他设备运行对通信信号的影响,使信号干扰持续减弱。其中MMS、GOOSE、SNTP 三网合一的技术构建模式,能够在100 M 星型双网结构的基础上,进行双网双工高效运行。在SNTP 机制的实现过程中,还能够对SV、GOOSE 与时报文的共网传输效率予以大幅提升。
        3.4对公共的设备进行设置
        在改造以及扩建的工程施工时,极易触碰到公共变电站的设备,如GPS 定位设备以及远程控制设备等。因此,在施工的过程中应该注意设备的接口处,若其不能满足实际施工的接口需求,应该根据实际情况进行更换或重新定制设备,严禁在原来的屏体上安装相关的设备[5]。
        3.5利用直流以及交流控制电源
        在统计变电站中直流负荷的过程中,应该满足改造以及扩建的需求,同时需要根据各个省份的电气电网技术,合理地规划直流空开设备接口的使用分配。若接口不足,应该根据实际情况增加直流馈线[8]。此外,若增加接口后还会出现不足的现象,可以根据实际情况将直流负荷直接通过母线连接到电缆上,同时需要在交流环网中连接改造的交流负荷,根据实际扩建情况增设交流电回路,高效完成设计。
结束语
        电力系统的应用也会受到自然环境、技术条件等多方面因素的影响,在一定程度上增加了电力系统运行的风险,最终对电力企业的经济效益造成影响。而通过对智能变电站二次系统进行优化设计,可以使变电站的组成结构得到更加全面的优化,提高其工作效率与工作质量,进一步增强变电站的实际应用效果。同时,在对智能变电站进行优化设计时,也可以提高其实际使用过程中的功能性,从而为电力系统运行的稳定性做出确切的保障。
参考文献
[1]王瑞平.探索智能化变电站中电气二次设计的要点[J].建材与装饰,2019(30):230-231.
[2]陈晓琼.探究智能化变电站中电气二次设计的要点[J].通讯世界,2019,26(9):251-252.
[3] 张玉林. 智能变电站电气二次系统优化设计探析[J]. 科技经济导刊,2019,27(17):97.
[4] 廖建辉. 浅论智能变电站的电气二次设计策略实践思考探究[J]. 数字通信世界,2018,(11):253.
[5] 施 莉. 智能化变电站中电气二次设计的要点分析[J].中国设备工程,2017,(22):135-136.
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