浅析智能变电站电气二次设计常见问题

浅析智能变电站电气二次设计常见问题

李亚琴

苏州市全创人力资源有限公司   215000

摘要：伴随着城市化、乡镇化建设进程的不断加快，人们的用电需求逐渐增大，但是也随之带了能源可消耗量日益减少问题。身处于可再生资源和不可再生资源严重匮乏的时代，世界各国都比较注重电能源。现阶段我国用于二次变电、供给电的智能电网建设工作已经取得了非常显著的效果，智能化全网覆盖的电力系统也趋近于成熟，然而智能化变电站设计过程中存在着一定的疏漏问题需要改进。变电站在整个电力系统中占据中心位置，它是接受电能与分配电能的场所，而电气二次设计作为智能变电站设计的主要构成部分之一，占据着至关重要的地位。本文将简要分析智能变电站电气二次设计中常见的问题，并提出解决对策，希望可以在提高电气设计水平的同时保证设备运行的稳定性以及提高供给电生产的效率性。

关键词：智能变电站；电气二次设计；常见问题；处理对策

引言：随着信息化时代的到来，家庭、小型办公场所、大型生产企业等用电需求逐渐增大，然而我国用于火力发电的煤炭资源逐渐减少，虽然我国供电站已经陆续使用风力发电、太阳能、核能等多种资源进行发电，但是仍旧存在资源紧张问题。由于变电站是输变电网络的主要构成部分，是完成电能转化、电能运输的主要场所，因此国家电网公司大力扶持智能电网的建设，现阶段我国建设的智能化变电站已经上万座，建设规模属实庞大。但是智能化变电站二次电力系统施工中却存在诸多需要解决的弊端问题，尤其是智能化变电站电气二次设计等问题。本文将对智能化变电站电气二次设计过程中暴露的常见问题进行分析，并总结记录相关原因，经过细致的分析和实践提出具体的改进措施。

1、智能变电站电气二次设计常见问题分析

1.1 二次设备因时间不准而引发运行问题

二次设备对时钟同步精度的要求不同，其中过程层、间隔层要求精度为微秒级，站控层要求为毫秒级。各个设备精度需求见下表：

图一 二次设备同步对时精度需求

在智能变电站中的网采网跳方案，SV采样环节增加了交换机，在信息传输过程中，除了各硬件设备的固定延时，还增加网络传输的不确定延时，只能采用靠采样序号同步的方案，需要外部为合并单元提供准确可靠的时钟信号，以保证序号相同的报文采样时刻是一致的。再比如站内监控系统对设备开关量：断路器、刀闸位置及设备告警等遥信量的时间精度要求也较高。

若时间不准则会引发很多问题，这里就涉及到时间同步技术。时间同步技术是智能化变电站的关键技术之一，对电网的运行和事故系统性分析起着决定性的作用。

1.2虚端子连接有误导致调试出现问题

常规变电站二次回路中的电流、电压、开关量以及各类位置报警信号都不再通过电缆连接，而是用虚端子进行连接。一根光缆中以报文形式传输着多路数字信号，不了解虚回路结构、信息流向，就无法正确绘制虚端子连接表。监控设备厂家也就无法进行调试、信息核对、上传等工作。

1.3 设计图纸有错误或与现场实际不符

前期现场收资不足、图纸设计中与设备厂家沟通不足，导致设计深度不够或技术参数不匹配，不满足工程验收要求。

图纸校审不严格，设计中疏漏的问题未被发现。

与施工人员技术交底不够深入导致施工人员不能准确理解设计意图。

现场施工条件有变化时施工人员擅自变更图纸等。

2、智能变电站电气二次设计常见问题处理对策

2.1新建变电站或技改项目中对同步时钟系统技术严格把关

对新建变电站的对时同步装置必须采用江苏电网II型时钟并具备时间同步监测要求：北斗主用、间隔层及过程层均通过B码对时、站控层设备通过NTP对时、双主钟配置（GPS/北斗互备主时钟共2套、另配置扩展装置实现站内所有对时设备的软、硬对时）、使用定版测试通过的时间同步装置，站内自动化系统及设备必须支持时间同步监测功能。

改造项目中，时间同步装置的技术要求同新建站，必须完成站内二次设备的对时改造。保证同步时钟系统的高精度、高可靠性。

图二 某变电站对时系统部分截图

2.2提高虚端子连接的准确性

电气二次图纸设计是安全隐患很高的工作，直接关系着区域电网能否正常运行，对二次电力系统起到至关重要的作用，设计图纸时需要细腻、缜密，秉持严谨的工作态度，严格按照规范标准进行设计。

在进行虚端子连接前，需要先收集全站各二次智能设备的虚端子表，明确虚端子所代表信号的确切含义。比如，SV虚端子在连线前，先找到虚端子表里以“IN”为前缀的逻辑节点SVINGGIO,并在信号说明中定义DOI信号，这些信号描述中含有中文描述信息。二次设计人员再据定义设计连线。

图三 某变电站主变保护A套装置与主变合并单元、智能终端间的虚端子表截图

智能变电站二次资源数量大、种类多，也可采用设计配置工具进行虚端子连接，此方法支持装置ICD文件形式输入，也可用虚端子EXCEL格式输入，可规范二次设计，减少配置错误。

图四 某变电站运用配置工具进行虚端子连接

2.3加强设计工作的管理

由于电力安装和调试属于高危作业工种，如果设计图纸的某一处存在错误都有可能导致安全事故发生。因此，在设计的各个阶段中要严格按照设计规范进行，在可研阶段要从技术先进性、经济合理性等多方比对，综合评价后最终选择最优方案。在初步设计阶段要严格按照批准的可行性研究报告的内容进行现场勘察设计，对于技术比较复杂的工程，在初步设计之后应增加技术设计，多次组织会审，秉承严谨的工作态度。

加强厂家资料的消化，精确掌握各回路间的关系，对无法满足要求的设计要及时提出整改要求。

图纸校审应制订相应制度，做好书面记录。修改后的图纸也应做好复审，并要求设计人员、校核人员、专业主管各方签字确认后再出版正式图纸。

施工图完成后，设计人员应向施工作业人员做好技术交底，涉及工程特点、难点；施工顺序；施工工艺；操作方法；强条；标准工艺；质量控制；安全措施等。交底应分层次、分阶段开展，可采用口头、书面等多形式。

施工人员应严格按图施工，有设计变更应由项目经理召集评审会，确有需要变更的按流程办理设计变更手续，提交设计审查机构审查，评审通过后再执行。在施工过程中，发现现场条件发生变化或图纸有明显错误确需修改图纸的，应征得设计单位同意，并出具相应书面文件。与工程相关各方均无权变更或修改图纸。

绘制竣工图时，设计人员应依据设计变更单及竣工草图绘制，有疑义时应与施工方进行确认。竣工图应由生产使用单位再次核对，确认与现场一致后归档保管，作为今后运行维护、改造、扩建、生产组织的重要依据。

3、结束语

综上所述，本文先对智能化变电站二次电气系统设计中存在的常见问题进行了描述，其次主要讲述为解决存在的不足问题，采取了对新建变电站或技改项目中对同步时钟系统技术严格把关，提高虚端子连接的准确性，加强设计工作的管理等相关措施，最后能精准认知不足和明确具体完善方向，积极采用先进技术以及规范措施，为后续工作提供理论借鉴，以此不断优化和完善设计水平。

参考文献：

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