智能变电站二次系统设计方法研究王庆华

智能变电站二次系统设计方法研究王庆华

王庆华罗凌君

（国网安徽省电力公司滁州供电公司安徽滁州239000）

摘要：作为我国智能电网的重要支撑点，智能变电站的建设和设计具有十分重要的现实意义，其关系到智能电网总体目标的实现。因此，分析和探究智能变电站二次系统设计的研究非常重要，针对当前智能变电站的二次系统需要对其不断的改进和升级，从而使智能变电站的功能性得以有效的发挥出来，保证电网的安全、稳定运行。基于此本文分析了智能变电站二次系统设计方法，以期能够提供一些借鉴。

关键词：智能变电站；二次系统；设计方法

1、智能变电站概述

随着国家对智能电网的不断建设，智能变电站开始发展起来，智能变电站是集智能化一次设备和网络化二次设备集于一体的新型变电站，其以先进、安全的智能化设施自动完成对信息的采集和分析、控制和管理等工作，其数字化信息可以及时的进行共享，同时其通过对数据的分析、监测和控制，可以及时的为电网的决策提供科学的数据支持。智能变电站通过自动控制功能，从而使电网的工作效率得以提高，同时通过时时监测功能，可以及时的发现存在的不安全隐患，从而保证变电站各项工作的稳定、正常开展，为电网的安全、可靠运行提供科学的依据。

2、智能变电站二次系统配置方案

2.1、保护设备并做好优化工作

智能变电站中的保护设备包括线路保护、变压器保护与母线保护。对于主要的设备保护主要实行的是线路保护方式，线路使用速度更快的差值方法与暂态量保护。变压器保护主要使用可以避开式的磁涌流瞬时的功率保护原理从而较好的保护系统中的辅助设备。智能变电站采用智能决策功能的后备保护系统，这样可以集中的处理电网中的后备信息，并且还能够实现较快的信息共享，有效的减少了通信的信息量，也保证了信息的更新速度。智能变电站的保护方式主要时将集中控制室内部的保护功能放置在智能一次设备上，从而实现电网的保护功能。并且简化了线路的布局，避免线路出现混乱。与此同时，更极大的减少了通信量，降低了智能变电站系统的运输数据负担。母线保护主要使用主站分布式差动与集中式母线保护方式，这样能够最大限度的保证智能变电站系统的稳定性与安全性。

2.2、计量配置优化与设置

计量系统使用的是数据形式，这种三种形式分别为稳态数据暂态数据与动态数据。这种方式较好的实现了三态数据的统一采集与标准化，并能够突出测量计量功能一体化计量模块。通过计量系统的误差量的分析与研究，并完全的忽视误差的作用，因为电力系统中的测量差主要来自互感器。在智能变电站系统中经常会使用大量的高科技设备，比如高精度的光学互感器。使用这种设备使得计量系统的精确度满足计量规程的要求。并且可以通过这种设备中的互感器，实现现场的远程控制。

在电力系统中，计量模块具备明显著的优势，因为它能够快速的实现变电站与用户的信息交流，并能够让用户较快的得到想要的信息。智能变电站能够像用户实时的传送电价电量与电能的质量，甚至是电网的负荷情况，这样能保证电力交易的施行，最大程度的实现资源的优化与配置，还能激励电力企业在的改革与完善。通过在智能变电站系统使用计量模块，能够较好的提升供电质量，保证用户用单的稳定性，提升电力企业的经济效益。

2.3、通信配置优化

目前，智能变电站中的通信装置与传统的变电站的通信方式基本相同，但是随着电网中数量变多，系统收集的数据量快速增长的增加，这对光纤通讯提出了更高的要求。

3、智能变电站二次系统设计功能整合分析

3.1、站用电源系统整合

当前我国智能变电站二次系统设计中基本都采用一体化电源系统。所谓一体化电源系统，指的是对站内交流电源、电力专用逆变电源、直流操作电源、通信用直流变换电源以及电力专用交流不间断电源进行一体化设计、配置和监控的变电站电源系统。

一体化电源系统能够对站用电源进行全面整合，实现所有交流、直流、逆变、通信站用电系统的统一设计、生产、调试、监控和服务。通过数字化电源软件平台的构建以及一体化监控模块，站用电源各个子系统能够实现通信的网络化以及信息的共享。通过数字化电源硬件平台的构建，站用电源所有的开关模块化设计，实现了无跨屏二次接线。通过以太网接口，采用IEC61850规约实现与上位机系统通信，对站用电源系统进行一体化整合，从而使其成为一个开放式的系统。

3.2、合并单元和智能终端整合

在智能变电站二次系统设计中，合并单元用在测控、表计、电子式互感器与保护等二次设备之间进行信息交换。当前智能变电站内依然使用采集常规模拟量的合并单元。另外，一个线路间隔的合并单元还可以接收母线合并单元电压信号。图1为合并单元的应用范围。

智能终端则是实现对断路器进行控制的一种过程层主要设备。将合并单元与智能终端进行整合要按照以下配置方案进行:(1)对于主变各侧来说，要进行合智装置双套配置;而对于主变本体来说，要进行单套配置。(2)针对220kV的线路，要进行合智装置双套配置。针对110kV的线路，要进行单套配置。(3)对于220kV母线来说，要进行合智装置双套配置，而110kV母线则采取单套配置。对于两条母线设备信号的采集和控制，该装置要能够同时完成。(4)10kV除主变进线外，保测装置要就地化安装于开关柜内，而且不配置合并单元和智能终端。

2.3、网络通信设备设计

220kv及以上电压等级变电站的站控层网络交换机冗余配置，每台交换机端口数量应满足实际工程需要。一般采用100M电口，站控层交换机之间级联端口采用1000M端口。交换机采用电口还是光口进行互联，还要根据其所处的距离远近来定，同一建筑内较近距离时则采用电口，其他情况下则宜采用光口进行连接。而在间隔层进行交换机配置时，则需要根据工程的实际规模的要求来进行，具体还要参照设备室或电压等级等。当在过程层时，则需要按照衬际的间隔来进行交换机光纤接入数量的控制，每台以不超过16对为宜，如果任意两台智能电子设备之间进行数据传输时，则需要以不超过四个交换机为宜。通常在常规的变电站内，间隔层和过程层之间不需要配置较多的交换机，但在智能变电站中，由于应用了网络方式进行数据的传输，所以交换机是必不可少的，在间隔层和过程层之间需要配置大量的交换机，而这些交换机是保证智能变电站得以安全运行的关键，因为一旦有交换机发生故障，那么则会导致多个间隔的保护拒动，从而导致严重的事故，所以保证交换机的可靠性是非常重要的。

总之，智能化技术在提高企业经济效益上有着重要作用，智能变电站建设作为当前智能电网建设的基础，有效地提高了电力供电系统自动化的工作效率，为企业的发展带来了良好的经济效益，因此进一步加强对其的研究非常有必要。本文分析了智能变电站二次系统设计方法，以期提供一些借鉴。

参考文献

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