陳孟泉

信息科技時(shí)代背景下，設(shè)計(jì)開發(fā)自動(dòng)化智能變電站成為了電力企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、貫徹落實(shí)國家環(huán)保政策的主要路徑。智能化變電站的應(yīng)用有助于快速實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)?，F(xiàn)階段，我國電力行業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)智能化變電站的理念、技術(shù)以及與其相配套的制度、法規(guī)等還具有較高提升空間。基于此，以下對節(jié)能降耗的智能化變電站設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，以供參考。

節(jié)能降耗;智能化;變電站;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

新型變電站設(shè)計(jì)要最大程度的達(dá)到節(jié)能降耗的目的，必須在智能化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步整合和完成管理。我國智能變電站發(fā)展還不成熟，設(shè)計(jì)施工理念都還不完善，也缺少配套的制度法規(guī)，因此在智能化變電站設(shè)計(jì)方面還需要不斷的學(xué)習(xí)和摸索。

節(jié)能降耗下設(shè)計(jì)智能化變電站應(yīng)當(dāng)遵循下述五點(diǎn)原則，第一，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)始終堅(jiān)持變電站運(yùn)行穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的原則;第二，通過互聯(lián)網(wǎng)與設(shè)備的充分整合，提升設(shè)備的智能化程度，減少智能化變電站建設(shè)成本，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持充分應(yīng)用現(xiàn)有資源的原則;第三，根據(jù)變電站通信協(xié)議，建立建設(shè)智能化變電站監(jiān)管系統(tǒng)，要求能夠監(jiān)管變電站整體以及各個(gè)部分的運(yùn)行，防范故障風(fēng)險(xiǎn)、安全事故等，提高運(yùn)維效率。由此，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)立足于防范風(fēng)險(xiǎn)的原則;第四，最大程度上集成電力設(shè)備，簡約變電站設(shè)計(jì)，融合人性化設(shè)計(jì)原則。注重通過合理布局多角度提高變電站智能程度?？梢粤⒆阌诰W(wǎng)絡(luò)布局實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)資源共享，進(jìn)而充分利用現(xiàn)有資源，保障變電站整體高效運(yùn)行，進(jìn)一步提升變電自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化水平，降低建設(shè)智能化變電站全生命周期的造價(jià);第五，采用先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備，同時(shí)注重確保設(shè)備、技術(shù)可升級，以使得設(shè)備、技術(shù)能夠隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展完善，滿足變電站更新需求，為市場提供充足的新型電力能源。

（1）建立統(tǒng)一的信息模型和采用相同的信息接入?yún)f(xié)議，構(gòu)建變電站特有的信息平臺(tái)，從而做到變電站內(nèi)信息資源共享。因?yàn)椴捎昧讼嗤耐ㄓ崊f(xié)議和信息模型，使變電的機(jī)器設(shè)備之間能夠更好的相互協(xié)作，提高了信息資源共享的速度和效率，也降低智能電站的設(shè)計(jì)和維修費(fèi)用。（2）信息共享標(biāo)準(zhǔn)化。變電站智能化改造可以實(shí)現(xiàn)信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化，通過相關(guān)的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的簡化處理，從而實(shí)現(xiàn)信息在變電站各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)中的連接與配合，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)運(yùn)行平臺(tái)，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體效果。（3）使用最新的光纖維信號(hào)傳輸，比以往通過電纜進(jìn)行信號(hào)傳輸提高了傳輸?shù)乃俣群托盘?hào)準(zhǔn)確度，降低了安裝和維護(hù)的費(fèi)用。采用電子式互感器解決了電磁式互感器的飽和問題，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備無油化，顛覆了絕緣概念提升了變電站的安全性，減少了占地面積。（4）智能化技術(shù)的進(jìn)步改變了傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸方式，數(shù)字與光纖逐步取代了傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳遞，比如在變電站測控保護(hù)裝置上，輸入與輸出信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)，從而使得信號(hào)傳遞的效率更高，穩(wěn)定性更強(qiáng)。變電站通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化與智能化程度更高，有效實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、資源的共享，實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展。

3.1對一次設(shè)備進(jìn)行智能化升級

對變電站進(jìn)行必要的智能設(shè)計(jì)是變電站節(jié)能降耗的科技基礎(chǔ)?？梢暬?、數(shù)字化、一體化和信息交互性是智能變電站一次設(shè)備進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)的要求。在對一次設(shè)備進(jìn)行智能化的時(shí)候，要在主變壓器中安裝智能終端和配套的合并單元。在出線間隔、主變進(jìn)線間隔內(nèi)分別配置智能終端。例如分別配備專門的智能終端在母聯(lián)間隔和母線設(shè)備間隔上。對變電站裝配全站和核心部件狀態(tài)監(jiān)測后臺(tái)系統(tǒng)，通過跟蹤監(jiān)測，獲取變電站運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行匯總和分析，并提出針對性調(diào)整和檢修方案。過程層設(shè)備采用一對一的方式和間隔層的設(shè)備進(jìn)行連接。過程層其實(shí)就是一二次設(shè)備的相結(jié)合的一個(gè)面，結(jié)合面上的設(shè)備具有自我檢測和自我描述的功能，并通過實(shí)行共同的通訊協(xié)議和信息模型，和站控層實(shí)現(xiàn)信息的交流互動(dòng)。

3.2變壓器選型設(shè)計(jì)要點(diǎn)

節(jié)能降耗理念下應(yīng)當(dāng)選擇在電能轉(zhuǎn)換時(shí)期損耗小的變壓器，以降低空載、負(fù)載以及附加損耗，在設(shè)計(jì)智能化變電站時(shí)通過合理選擇變壓器均能夠得以實(shí)現(xiàn)。具體而言，可以將散熱器作為參考，例如，選擇70%容量的ONAN變壓器，以達(dá)到解決風(fēng)能的目的?？傊赃x擇低能耗裝置為主。

3.3總平面布置考慮節(jié)能

在我國實(shí)行最嚴(yán)格的節(jié)約集約用地制度，主要是為了節(jié)約土地資源。在110kV變電站總平面布置中，首先，總平面布置占地面積不能超過《電力工程項(xiàng)目建設(shè)用地指標(biāo)》要求，在此前提下，進(jìn)行合理優(yōu)化。在滿足變電站工藝要求的前提下，充分考慮進(jìn)出線和進(jìn)站道路的引接條件，同時(shí)根據(jù)地形、地貌，以及環(huán)境特征等綜合因素，合理確定站址的定位坐標(biāo)、方位和場地標(biāo)高，減少拆遷還建工程量，減少土石方工程量、地基處理工程量以及施工難度，節(jié)省工程投資。應(yīng)充分利用站內(nèi)場地，緊湊布置，盡量減少占地面積，提高土地利用率，以節(jié)約寶貴的土地資源。站內(nèi)布置盡量壓縮各建筑物的規(guī)模，布置有主控綜合樓，并將主控制室、通信室、檢修、工具間及值班休息室等設(shè)計(jì)成聯(lián)合建筑，從而減少各建筑物之間防火距離，節(jié)約用地，同時(shí)增大建筑體量，豐富立面效果。

3.4對二次設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化布局

3.4.1站控層設(shè)備管理成網(wǎng)絡(luò)化分布

站控層設(shè)備不需要安排專門的員工來值班，而是通過建立無人值班變電站，通過智能設(shè)備達(dá)到對變電站進(jìn)行智能控制管理的目的。站控層設(shè)備可以提供方便的人機(jī)交流界面，方便管理人員管理控制過程層和間隔層的設(shè)備以及各項(xiàng)設(shè)備功能，形成對變電站全天候的監(jiān)控管理。通過站控層的智能升級可以在變電站建立一個(gè)管控中心，對變電站實(shí)行遠(yuǎn)程控制和集中而簡約的控制。各分層的設(shè)備通過智能終端將自檢和掃描后的信息上傳，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)變電站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。

3.4.2變電站間隔層設(shè)備的配置情況

監(jiān)測系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、錄波系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)等中的設(shè)備是共同組成變電站間隔層。間隔層在站控層的網(wǎng)絡(luò)失去監(jiān)控管理能力的時(shí)候，它的二級子系統(tǒng)能夠獨(dú)立完成對本間隔層內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控管理。通過在各個(gè)間隔層配置數(shù)字接口處設(shè)計(jì)專門的保護(hù)性檢測和控制設(shè)備，對變電站間隔層的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行檢測和管理。另外在間隔層的設(shè)備之中也同樣執(zhí)行變電站通用的通訊協(xié)議，起到自我檢測狀態(tài)和自我描述的作用。也就是說間隔層利用變電站統(tǒng)一的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊和監(jiān)測管理本層內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)間隔層內(nèi)的設(shè)備也具備基本的數(shù)據(jù)分析和向站控層傳遞數(shù)據(jù)信息的功能，并不完全依靠于站控層設(shè)備對本層設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理。

21世紀(jì)，智能化變電站是傳統(tǒng)變電站的重要發(fā)展方向，新型變電站會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)充分把握節(jié)能降耗背景下，智能化變電站的組成，在設(shè)計(jì)一次、二次設(shè)備以及變電器選型的過程中緊緊把握住智能化變電站設(shè)計(jì)原則，最終成功設(shè)計(jì)出可成長型的智能化變電站。

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