智能变电站的电气二次系统设计

　　中国电建集团江西省电力设计院有限公司 江西南昌 330096 摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。我国电力需求逐渐增加，电力设备以及系统正在快速发展，为了完善电力系统结构，实现电力设备的正常快速运行，技术人员将工作建设的重点放在智能变电站二次设计的完善中。随着社会与时代的发展，我国电气二次设计中设备的相关功能正在逐渐增强，不仅能够符合负责电力系统的要求，同时还能够提升电力系统运行的稳定性与安全性，具有较为突出的技术优势。本文就 智能变电站的电气二次系统设计展开探讨。

　　关键词：智能化;变电站;二次设计

　　引言

　　随着智能技术的不断发展，传统的电网系统已经不能满足当前工业与家庭用电的需求，为了更优化电网系统的信息采集与实时监控等相关任务。在智能电网系统中，对智能变电站的电气二次系统设计可以有效提升我国电网供应质量，电气系统的设计直接影响着智能变电站的稳定和安全性。

　　作者：李映川

　　1智能变电站设计概述

　　智能变电站的运行效率要高出传统变电站两倍以上，所以这就表示智能变电站工程建设时间也要高出传统变电站建设时间，同时这一工程建设的消耗也高于传统变电站的几倍，这就使得智能变电站在建设过程中出现了大量潜藏问题亟待解决。那么相关建设单位在工程建设开始前就要对项目设计工作进行深度思考，并且在思考过程中还要认真分析项目建设的意义。

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　　当充分了解到了工程建设的意义后就需要对其进行简单的可行性研究，接着整理出文件交给有关部门进行下一步分析，若是有关部门对于建设部门的可行性研究无异议，那么建设单位就需要根据相关文件开展各项工作，这一工作环节就是智能变电站的一次设计。当项目设计结束后有关部门还会对施工单位的设计文件进行二次评审，在评审过程中有关部门就会通过施工单位给出的文件对工程进行更加深入的分析。

　　当有关部门对施工单位二次提交文件的内容分析结束后，施工单位就可以进入下一步的工程建设阶段，这也就是智能变电站的二次设计。当工程二次设计被有关部门审批通过后，施工单位就可以根据施工文件进行招标设计，同时对工程建设所需的设备材料等进行招标，最后开展实际的工程建设工作。

　　2智能化变电站电气二次设计的原则

　　对于智能化变电站的运行来说，电气二次设计是保障系统正常运行的关键，系统设计的完善不仅能够提升电力系统的继电控制保护能力，同时还能够维护整个用电系统的稳定运行。因此，当技术人员进行电气二次设计时应该遵循以下原则：(1)技术人员应该严格遵循相关技术规范与标准，保障设计的规范性。(2)技术人员还应该满足智能变电站的技术应用要求，进而保障站控层、监控层等关键设备之间的信息传输与共享需求，实现数据的快速处理，提高系统的运行效率。(3)技术人员在进行二次设计时还应该满足智能变电站数据监测的需求，增加系统数据显示、存储以及处理编辑等多种功能，能够将检测数据实时传到智能终端中，提高监控数据的准确性与实时性。(4)技术人员还应该充分考虑设备以及设备配备布置的合理性。

　　3智能化变电站电气二次设计的要点

　　3.1安全防误设计

　　从实际应用的角度来分析，电气二次设计中的安全防误主要包括以下几个方面：(1)应降低开关设备误合和误分的概率;(2)尽量避免带电间隔连接;(3)不允许设备在带电情况下与地线相连;(4)在有负荷的情况下，避免刀闸的相关操作;(5)接地线与开关应避免连接;(6)安装相应的闭锁装置。随着我国电力工业的不断发展，电力维护工作的技术含量及操作复杂度也日益提升，相应的对于电力设计和维护人员综合素质要求不断提高。从现阶段我国电网的工作特点和运行状况来分析，防误装置的管理力度和操作人员的操作水平是亟待提高的方面。为此建议完善管理日志制度，对关键设备实行定期检修制度，落实工作责任制。如果在电气二次设计中，电动刀闸位置没有设计电气闭锁结构，则应在每次操作后切断电源。

　　3.2电气系统的主接线设计

　　在智能变电站的电气系统设计中，对于主接线的可靠性设计是整个电气线路安全运行的重要保证。因此在主接线的设计中，需要变电站电气主接线整体框架的设计，电气主结线的设计是确保智能变电站的电气系统的结构与功能齐全，实现变电站的设备融合优化的基础保障。同样智能变电站电气主接线设计中实施良好的设备组件构建，是确保变电站的电气系统主结线整体与各个设备之间的功能完善的连接，确保智能变电站电气系统具备智能检测与控制等功能。

　　在智能变电站电气主结线设计的整体框架中，对于电气智能设备的需求为模块化设计模式以及分散控制形式，因此在电气主接线的设计中需要考虑到智能变电站的电气主结线在整体设计下实现各个设备的独立工作和协调运作等功能，同样确保智能变电站的电气系统硬件系统能够最优化。在智能变电站的电气系统设计软件框架构建中运用构件技术，使系统设计中软件需求能够满足智能变电站的实际情况，同样也可以进行灵活组装从而实现智能变电站的电气系统功能重构，确保智能变电站的电气系统整体功能的齐全。

　　3.3通信协议选择要点

　　以往来说，智能变电站在二次电气的设计过程中，所涉及到的通信架构和通信协议也是不一样的。103通信协议更适合站控层网络，103采用传统的功能设计形式。另一方面来讲，通信协议也会具有一些不够完善的点，例如系统运行的过程中，这套通信协议的缺点就会展现出来，其核心特点主要应用于一些成本比较低的变电站系统中。

　　IEC61850作为通信协议的另一种选择，在实现上具有很大的优势，但其缺点是需要大量的人员。进程层网络协议更适合于第二层网络协议，因为后者采用FT3帧格式，具有实现性能高、传输时延固定等诸多优点。此外，还有IEC60044-8通信协议的形式。对于这种通信协议的使用，主要是针对对象的设计，使智能变电站更加完善。然而，这种通信协议在使用时有很大的局限性。例如，传输时延不能固定，稳定性差，成本也高。

　　3.4网络结构的设计要点

　　技术人员在进行网络结构设计时，会将其分成不同的层次开展设计，智能化变电站的层次分别为过程层、网络层以及架空层。针对每一个层次的设计，技术人员都应该充分考虑其功能、需求以及特点要素。尤其需要注意的是，技术人员对于过程层的设计应该引起重视，因为过程层是智能化变电站重点区别于传统变电站的部分。除此之外，技术人员在进行智能化变电站网络结构设计时，还应该综合考虑功能以及现实条件等多种影响因素，对不同网络结构设计方案进行比较与评判，进而从中选择出最合理、最稳定的一种设计方案进行建设，这样才能够有效提升电力系统的稳定性与安全性。

　　结语

　　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。

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