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智能变电站二次系统设计方法研究探析构建

黄潇彬 张秋实

国网枣阳市供电公司,湖北省襄阳市,441200

摘要: 当前阶段,随着我国科学技术的不断发展和进步,国内电力行业也获得快速发展,数字式互感器技术得到有效应用,而且应用水平也在不断提升。除此之外,国内电力行业也朝着智能化方向发展,各种一次设备具备较高的智能化水平,这些都为智能变电站的实际应用及广泛推广奠定了坚实基础。本文充分结合实际工作经验,对智能化变电站的具体架构展开分析,对智能变电站二次系统设计方法展开研究,并提出实现智能变电站二次设计的创新措施。
关键词: 智能变电站;二次系统设计;方法研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157022
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我国实行改革开放政策之后,国内的整体科技水平得到很大程度的提升,在社会各行业中开始应用各种先进科学技术,并且取得了十分理想的应用效果。近年来国内生活水平不断提高,企业用电以及居民用电量不断增大,对电力系统提出了更高水平的要求,为了更好的满足人们的用电需求,就需要在电力系统中合理应用智能化技术以及智能化自动装置,进一步促进我国电力系统的智能化发展。

1、智能变电站的现状

当前阶段,我国国内最常用的两种变电模式分别为数字化变电站以及常规变电站,在具体的应用过程中也存在着一些问题,仍有很多不足之处,需要继续进行优化和改进。对于数字化变电站来说,缺乏相应的标准规范,无法有效保证系统的正常运行,设备也不具备较高的稳定性,容易导致安全事故的发生,此外没有建立科学完善的评估体系,采取的评估方法也缺乏合理性。随着社会的不断发展和进步,高压建设已经逐步进入了实用化阶段,并且对新能源的重视程度越来越高,这完全符合可持续发展理念,也是电力行业发展的基本方向[1]。同时,对于系统的稳定性及安全性也提出了更高的要求,为了确保智能电网变电站的正常运行,就需要制定科学合理的标准规范。常规变电站存在着以下几种缺陷:采集资源信息的过程比较复杂,不具备简洁性,在设计方面缺乏统一的标准,整个操作过程存在一定难度,不具备良好的互动性,并且没有相应的规范化标准。针对上述这些问题和缺陷,会直接影响到变电站的整体运行效率,不利于电网安全水平的有效提升。因此,需要积极探索出一种新型的变电模式,智能化变电站就很好的避免了上述提到的几种问题。智能化变电站是随着时代的变化而产生,可以看作是时代发展的产物,在智能化变电站中很好的应用了自动化技术,同时也促进了我国通信技术和计算机技术的良好发展。国家制定的IEC61850标准恰好为变电站智能化技术提供了参考标准。智能化变电站技术的开发与实践,也为以IEC61850为标准建设智能化变电站提供了现实基础。

2、智能变电站二次系统设计分析

2.1系统构成

从具体的功能逻辑层面进行分析,可以把变电站二次系统分为几个不同的部分,分别为站控层、间隔层以及过程层[2]。站控层又包含多个不同的组成部分,比如主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他各种功能部分等,不同的部分发挥的作用也各不相同。保护系统、测控系统以及计量系统等众多子系统又组成了间隔层。

2.2网络结构

以不同的电压等级为依据,分别对过程层网络进行组网。需要注意的是在不同的过程层网络里应接入不同的装置,例如双重化配置保护装置和安全自动装置。如果是单套配置的保护装置或是安全自动装置,应将其在两套存在差别的过程层网络里同时接入,此外还需要科学应用具备独立性的数据接口控制器。

2.3二次设备的配置原则

以220kv变电站为例,可以优先选择双套配置的主机,这种主机具备多种应用优势,不仅可以在无人值班变电站中发挥出很大作用,而且还可以在操作员站和工程师站中得到应用,这样就对所保护的信息子站提出了相应要求,要求子站要和变电站之间实现信息共享,这样有利于采集各种需要的信息。此外,因为主机是进行了双套配置,所以远动通信装置也需要和主机保持一致,同时进行双套配置。

2.3.1隔层设备测控装置

在进行独立配置时需要确保单套配置,如果电压等级是220kv,那么在使用继电保护就地安装的过程中,还需要将同时具备保护和测控功能的装置安装上。如果电压等级是110kv或是比11Kv还要低,则需要将保护和测控一体化的装置作为优先选择对象。在配置继电保护器的过程中,应严格遵循相应的配置原则,不能随意更改。如果电压等级为66kv或是比66kv高时,在安装电能计量表时需要确保具备一定的独立性,此外还要保证计费关口完全符合标准要求[3]

2.3.2过程层设备的配置原则

如果电压等级在220kv-750kv之间,母线不在此包含范围内,那么智能终端比较适合冗余配置。如果电压等级不足66kv,在开关柜中开展配电装置工作时则不需要配备相应的智能终端设备。如果电压等级是110kv或是比110kv要高,那么则需要在主变压器中将单套的智能终端安装好。

2.3.3网络通信设备配置原则

如果变电站的实际电压等级是220kv或是更高,那么应正确选择交换机端口的具体数量,确保可以有效满足具体要求[4]。通常情况下,会使用100M电口,站控层交换机之间级联端口采用1000M端口。对交换机进行互联时,需要根据实际情况来选择合适的接口,比较常用的是电口和光口,在具体选择的过程中需要将它们之间的实际距离作为重要依据、比如,如果在相同的建筑之中,并且相互之间的距离较近,那么可以选择使用电口,除此之外则可以选择光口。如果是在间隔层安装交换机,则需要全面分析工程的具体规模大小,还需要将电压等级作为参考依据。一般情况下,如果是比较常规的变电站,那么可以合理控制间隔层和过程层之间的交换机数量,实际数量不必太多,而对于智能变电站来说,因为采取的数据传播形式主要是网络,所以必须要设置交换机,并且对数量也有一定要求,实际数量不能太少,只有这样才能保证智能变电站的可靠运行。

结语

对于我国的智能电网系统来说,智能变电站发挥着十分重要的作用,智能变电站系统的建设也是促进我国智能电网良好发展的重要基础,因此需要针对当前智能变电站的二次系统展开深入研究, 掌握合理的设计方法,并不断进行系统改进和优化,确保能够充分发挥出智能变电站的功能和作用,从而为我国电网的正常运行提供可靠保障。

参考文献:

[1] 张馨月,张崇.基于三维设计下的智能变电站二次系统探究[J].科学技术创新, 2020(28):2.

[2] 谢国强,熊华强,邹丽,等.智能变电站二次设备智能验收系统设计与实现[J].电工技术,2021(8):4.

[3] 杨帆,张亚玉,胡斌.智能变电站二次系统实虚回路数字化设计研究[J]. 安徽电气工程职业技术学院学报,2020,25(1):6.

[4]赵学峰,顾卫华.关于智能变电站二次安措防误系统的研究[J].电工文摘,2020,000(001):53-55.