智能变电站电气二次设计常见问题及处理对策邵俊清

智能变电站电气二次设计常见问题及处理对策邵俊清

邵俊清

中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司河北石家庄050000

摘要：智能变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解智能变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥智能技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。

关键词：智能变电站；电气二次设计；问题；对策

引言

电气二次系统是智能化变电站中的重要组成部分，合理的电气二次系统设计能够有效提升智能变电站运行质量和效率，这就需要相关人员掌握电气二次设计要点，规范设计流程和技术，这也是电力行业发展中需要重点研究的内容。

1智能变电站

智能化变电站是指变电站内信息的收集、整理、分析、传递和输出等过程，都是由智能设备和技术支持的基础上实现的。变电站内的设备具有一定的智能化特征，且其变电站中的智能化设备需要具备自我状态的检测、修复和诊断功能。智能化变电站具有显著的特征，设备与职能智能化、信息通信网络化、运行管理自动化、信息通信模型和协议标准规范化等。智能变电站主要有站控层、间隔层和过程层等三层次，其和传统变电站的结构相比，增加了过程层，其过程层主要是把一次电气的设备纳入智能化通信信息网络的体系中，从而有效对变电站信息互动传递与共享性进行了提升，促进了变电站信息化、高效的运行。

智能化变电站的电气二次设备有可视性操控的体系，其能够有效把设备运行的监控、分析、诊断和处理等实现结合，且智能化变电站电气二次设备间的数据连接是光缆，已经不需要通过测控柜中电缆进行信号的传输，这就有效地实现了数据信息传输速度的提升，也对传输损失与干扰进行了降低，从而提高设备操控准确性。

2电气二次设计的要点

2.1智能设备的选择

在智能化变电站的电气二次设计中，智能设备的选择十分重要，其直接决定了电气二次系统的性能，电气二次智能设备主要有电子式的互感器装置、二次设备以及智能开关等。在智能开关的选择中，可选择智能开关，也可在传统的开关连接基础上使用智能终端的开关，智能开关具有在线检测的功能与智能控制的功能等，还可以对变电站提供全面数字化的接口，具有十分强的智能性，但是对其维护和投入的成本开支则是比较大的。

在传统开关连接基础上使用智能终端的开关，也就是把智能的终端和其进行连接，来提供数字化的接口，其维护和投入成本开支是比较低的，但缺少在线的监测功能，智能化的水平有限。在电子式的互感器选择中，可使用有源或者无源类型的装置，其中有源互感器是一种具备低功率的线圈类型电磁式的互感器类型，通过将电源和电子电路进行匹配，进而借助激光来对电源的稳定性问题进行有效解决。

2.2火灾自动报警系统

在智能变电站站区位置，都需要设置微机型火灾自动报警系统，其主要作用是与电站建立监控通信，如果发生火灾，则可以及时将火灾信号传递至计算机监控系统中。在火灾自动报警系统监控方面，采用集中报警控制方式，其主要作用是对变电站内的所有设备实行火灾检测，如果发生火灾，还需要负责自动报警，并控制消防联动。在站区采用区域报警监控方式，同时还需要注意设置报警设备，如果发生火灾，则应该立即将火灾信号传递至计算机监控系统中。

2.3自动控制系统

2.3.1控制方式及范围

一是控制管理方式。电站可以采用1套全计算机监控设备对全站所有机电设备进行集中监控，运行方式按“无人值班”（少人值守）考虑。二是自动监视控制范围。变电站内及附属系统设备监控、实时数据监视用电系统设备监控、主变压器监控、全站公用及辅助系统设备监控以及220kV开关站设备监控。

2.3.2全站计算机监控系统

电站的监控系统应满足简单可靠、经济实用和操作方便的要求。计算机监控系统拟采用全开放分层分布式结构；设置负责全站集中监控的主控级；设置完成对主变及220kV开关站设备的监控任务的一个现地控制单元级；设置完成对水轮发电机组及机组附属设备的监控任务的三个现地控制单元级；设置完成对电站公用及辅助系统设备的监控任务的一个现地控制单元级。计算机监控系统网络结构采用单光纤以太网。

2.3.3励磁系统设计

可以采用自并励静止电压源可控硅整流励磁系统，即发电机的励磁功率由接在机端的励磁变压器经可控硅整流器整流后供给。自并励静止电压源可控硅整流励磁系统由励磁电源变压器、保护、非线性灭磁电阻、信号设施、三相全控桥可控硅整流装置、励磁系统控制、励磁回路断路器、检测、微机励磁调节器、辅助功能单元、起励装置等等。

2.3.4机组辅助设备、全站公用设备的自动控制系统

机组励磁设备、全站公用设备（如渗漏排水、压缩空气装置、生活消防供水、采暧通风等）、机组调速器设备、机组辅助设备分别设置功能完善的、独立可靠的PLC或微机型控制装置，其主要作用是接受计算机监控系统所下达的命令，并负责设备监控。

2.4继电保护及安全自动装置

在智能变电站建设中，对于所有保护设备，都采用微机型。为了确保发电机、主变压器保护装置的正常运行，应该提升其抗干扰能力，并要求具备良好的自检功能和自恢复功能，同时还能够与计算机监控系统实现通信。根据发电机、主变压器等主设备分别组屏。对于变压器及全站供配电系统等的继电保护装置，分别采用微机型测控保护综合装置，安装在相应的高压开关柜上，测控保护综合装置采用I/O和数字通信两种接口方式与计算机监控系统的公用LCU联接。

2.5控制保护电源

在智能变电站建设中，秉持无人值班或者尽量少人值班的原则，因此，变压器保护、220kV线路保护均按双套配置，重要的控制回路也考虑了必要的冗余，故要求控制保护电源必须安全可靠且也应按冗余进行配置。在变电站控制方面，可以采用两套阀控式密封铅酸蓄电池作为电源，蓄电池直流220V，蓄电池容量初步估算为400Ah，蓄电池只数为104只，单体蓄电池浮充电压为2.23V。站区220V直流系统充电浮充电装置选用一套微机型高频开关电源装置，并选择10A的充电模块，并采用单母线分段接线形式。电站设备所需的交流控制操作电源取自厂用电380/220V系统。计算机监控系统上位机及网络设备设置有独立的电源装置（UPS）。

2.6智能设备设计

智能变电站智能设备是由很多设备所组成的，包括二次设备、智能开关、互感器等。因此，在进行智能变电站电气二次设计过程中，需要优化上述设备的选择和设计工作。需要注意的是，在进行二次设备选择时，应提升二次设备网络化水平。比如，在互感器选择方面应该尽量选择电子式互感器，在开关设备选择方面选择智能开关结构。

结束语

智能化变电站是新时期环境发展的产物，其和传统的变电站相比具有诸多的优势，有效地实现了运行和管理的智能化发展，电气二次是智能化变电站中的重点内容，其对智能化变电站的稳定运行具有重要的影响，因此，这就需要相关人员全面掌握智能化变电站中电气二次设计的要点，严格按照要求标准和技术规范进行设计，才能够保证智能化变电站运行的质量。

参考文献

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