浅析智能变电站二次系统的优化设计

浅析智能变电站二次系统的优化设计
摘要：跟随智能电网战略规划被国网公司提出，对于智能变电站的建设必将有
越来越多的要求。

基于自动化系统和电力电子技术等多专业前提下的智能变电站
建设，在电力电子器件开发技术遭遇瓶颈的情况下，唯有在保障运行可靠性的同时，对二次系统进行优化，才能提高其运营经济性和生存性，实现更长远的发展，我们将在这篇文章中介绍智能变电站及二次系统的结构和特点，简单分析该二次
系统在智能变电站中体现出的优化问题。

关键词：智能变电站；二次系统；集成；优化
1、智能变电站的特点
1.1智能变电站的定义
智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、
在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

1.2 智能变电站的优点
1.2.1智能变电站能实现很好的低碳环保效果
在智能变电站中，传统的电缆接线不再被工程所应用，取而代之的是光纤电缆，在各类电子设备中大量使用了高集成度且功耗低的电子元件，此外，传统的
充油式互感器也没有逃脱被淘汰的命运，电子式互感器将其取而代之。

不管是各
种设备还是接线手段的改善，都有效的减少了能源的消耗和浪费，不但降低了成本，也切实的降低了变电站内部的电磁、辐射等污染对人们和环境形成的伤害，
在很大程度上提高了环境的质量，实现了变电站性能的优化，使之对环境保护的
能力更加显著。

1.2.2智能变电站具有良好的交互性
智能变电站的工作特性和负担的职责，使其必须具有良好的交互性。

它负责
的电网运行的数据统计工作，就要求他必须具有向电网回馈安全可靠、准确细致
的信息功能。

智能变电站在实现信息的采集和分析功能之后，不但可以将这些信
息在内部共享，还可以将其和网内更复杂、高级的系统之间进行良好的互动。

智
能电网的互动性确保了电网的安全、稳定运行。

1.2.3智能变电站可靠性特点
客户对电能的基本要求之一就是可靠性，智能变电站具有高度的可靠性，在
满足了客户需求的同时，也实现了电网的高质量运行。

因为变电站是一个系统的
存在，容易出现牵一发动全身的现象，所以变电站自身和内部的所有设施都具有
高度的可靠性，这样的特性也就要求变电站需要具有检测、管理故障的功能，只
有具有该功能才可以有效地预防变电站故障的出现，并在故障出现之后能够快速
的对其进行处理，使变电站中的工作状况始终保持在最佳状态。

2、智能变电站二次系统中四个主要系统的优化方面
2.1变电站自动化系统网络优化
智能变电站都采用的是体系结构，比如三层两网或者是两层一网。

它通过网
络通信将隔层内部跟各层联系在一起，网络通信是智能变电站自动化系统的核心，对整个系统的稳定起重要作用，因为它参与系统功能的运行。

目前，市场上有一
种新的拓扑建构，这种新的建构可以分析检测出智能变电站中的智能组建是否可靠，而且对于网络管理和维护也是必须的，它会直接影响自动化系统的可靠性。

2.2二次设备功能整合与配置优化
二次设备的集成整合，是智能变电站发展的必然结果。

整合系统的功能，可
以有效的加强专业间融合，为了提高优化集成度，可以利用数据二次采集数字化
和信息共享来实现。

随着二次安全防护措施的不断更新与完善，智能变电站内唯
一一个统一的信息平台就是一体化信息平台，它可以将变电站自动化系统逐步整合，以达到最佳的效果。

我们可以把二次设备的功能融入一体化信息平台，来实
现对全景数据的监测与高级功能的应用。

2.3状态监测系统配置优化
按照“安全可靠、技术先进、合理造价、性能价格比最优和适宜推广”的原则，在广泛调研和工程实践的基础上，提出了一次设备在线监测的优化方案。

2.4智能辅助系统功能优化
智能辅助系统对二次系统尤为重要，优化该系统有助于系统快速运行，采集
数据化更为迅速。

我们可以通过对集成视频服务器、环境监测单元和后台服务器
的处理，来实现用一台站端处理单元就可以接入所有辅助设备的目的；利用先进
的科技产品，来淘汰陈旧的模拟摄像机；对一些大型机器的控制系统进行严格要求，降低事故的发生率；在满足规范和运行需求的前提下，减少设备投资。

3、利用优化集成系统使智能变电站二次系统优化集成
因为优化集成系统功能，增加专业之间的融合，利用数字化的数据采集方式
和共享信息的方式，可以达到装置集成度提高的目的，增强变电站运行的经济性
和可行性。

3.1对多种分散设备功能的取代集成可由自动化系统完成
综合自动化系统取代微机五防，故障信息子站，低频低压减负荷装置，电源
备用投入运行设置的功能，即已有的操作、工程人员站点和高级应用功能等被隶
属于站控层的监控主机集成取代。

这其中包括监控和保护装置的集成，由于智能
变电站完全遵循IEC61850标准，可以有标准化的信息共享和网络化的信息传输，其功能均由变电站自动化实现。

3.2构建智能终端和合并单元的桥梁
合并单元与智能终端一体化装置是减少装置和网络交换机的数量，为简化网
络结构和进一步提高二次设备集成度创造条件；同时在不增加网络的复杂性的情
况下可实现“直采直跳”，提高可靠性。

3.3录波装置和网络记录分析仪故障的解决策略
故障录波装置和网络记录分析仪有分别组屏，实现各自功能的作用，而智能
变电站出现问题时，必须由两个装置一起分析才能定位问题原因，而且两者数据
源和性质功能相同，所以可以采用一套集成装置，使相关软、硬件的配置数量和
二次屏柜的数量减少，节省维护和运行费用。

3.4站用电源进行一体化
对变电站备用的电源自动切换装置进行优化，设置ATS切换，保障对重要设
备的供电可靠性，撤掉站用变压器二次（低压）侧的自动切换装置。

提高供电
可靠性的同时降低回路复杂程度，实现网络设备之间的互联和对站用电源系统的
远程管理的同时也避免了ATS多重操作时的失配，可谓一举两得。

3.5网络配置整合优化
智能变电站完全遵循IEC61850国际标准，网络设计更加合理的采用分层结构，有效的提高了变电站的运行可靠性。

综合考虑经济性，可靠性与实用性后，可以
尽可能的减少数据信息在网络上的交换，达到合理配置网络的目的。

例如某些情
况下的桥式接线可以不组建设备层网络，采用直接连接的方式减少交换和传输延时；网络组建必需的情况下，可以用星形拓扑。

3.6优化电流互感器二次绕组
变电站实际运行中，电流互感器二次绕组出现故障的可能性极低，同时互感
器运行的可靠性与二次绕组的数量没有必然的联系。

两套不同的保护主装置接入
电流互感器的不同绕组，即可以考虑主装置与后备装置采用统一绕组，一个绕组
也可以由保护装置和故障录波装置共用，计量和测量系统共接在同一绕组上，在
使用上不会影响系统运行的可靠性。

4、结论
因为完全遵循IEC61850体系建立，随着目前自动化体系等一系列科技技术的
发展，智能变电站系统的自动控制、继电保护将会不断地迎接变革，二次系统的
测控、计量、保护等设备系统的优化集成度也将越来越高，与二次系统优化伴随
的是智能变电站建设中的造价预算、技术质量的可行性与可靠性。

随着高压电气
设备的可靠性不断提高，保护及自动化功能更完善和强大，智能组件和高压设备
进一步融合。

一座座新型的智能化变电站将应运而生，为扎实推进智能电网建设
打下坚实基础。

参考文献：
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