智能化变电站电气二次设计的关键点研究

智能化变电站电气二次设计的关键点研究

郭必揄

佛山南海区邮编528200  广东辰誉电力科技有限公司

摘要：日益复杂的电力系统结构中，智能变电站扮演着至关重要的角色。这些设备不仅能够高效地分配和转换电能，还能通过先进的监控系统实时监测和控制电力供应，确保了整个电网的顺畅运行。基于此，本文对电气自动化技术进行了详细分析，并阐述了优化电气二次设计的关键点。

关键词：电气工程；变电站；智能化；二次设计

当前阶段，社会的各项工作中，对于科学技术的运用能力都在不断提升。在这样的发展背景下，电气相关行业，也在逐步提升对电气自动化技术的使用能力，同时这也意味着我国工业进入到了现代化的发展阶段。产品在应用电气自动化技术以后可以自行完成操作，并且还具有较高的准确度，操作人员只需要提前设置好相关程序，那么机器就可以正常运行的，这样在有效节约人力物力的同时也进一步提高工作质量与工作效率。对电力系统发展中电气工程、自动化技术应用显露出的不足进行分析，有助于提升其应用过程中的安全、稳定性能，进一步退推动电力系统的高效、智能化发展。

1智能化变电站概述

智能化变电站，是指采用先进的信息和通信技术，通过高度集成的控制系统，实现对变电站运行状态的全面监控、管理与优化[1]。它不仅能够实时监测电力供应状况，还能根据需求自动调节电源分配，确保电网的稳定和高效运行。此外，智能化的变电站还能有效提高电能传输的可靠性和安全性，降低维护成本，并提升整个电力系统的效率和响应速度。在智能电网的发展过程中，智能化变电站扮演着至关重要的角色，为实现绿色能源转型提供了强有力的技术支持。

2智能化变电站电气二次设计的重要性

电气二次设计，作为变电站建设的关键环节，其重要性不言而喻。这一阶段涉及到了变电站在电力传输和分配过程中不可或缺的细节设计，它不仅是确保电力系统稳定、可靠运行的基础，也是变电站智能化发展的重要保障。随着技术的进步和设备的不断更新升级，电气二次设计也必须与时俱进，进行持续的优化与改进。这意味着设计者需要对现有的设计方案进行复审，根据新的设备特点和技术要求，调整和完善设计细节。例如，对于新型的智能断路器、传感器等设备，设计者需要考虑如何通过更优化的布置和接线连接来提高这些设备的功能性和可靠性。

3智能化变电站电气二次设计的关键点

3.1建立健全设计管控机制

为保证电气二次设计的有效性，需要对电气二次设计方案进行严格的管理和控制，建立严格的审查流程。此外，还应充分考虑各种因素对设计方案的影响，对可能出现的问题进行预控和预防。在开展电气二次设计工作时，还应建立完善的评审机制。评审应包括设计方、审查方和专家三个层次，对设计方案进行详细论证和分析，并对相关问题提出解决方案。结合计算机辅助设计软件和仿真工具，可以识别出设计方案中可能存在的问题，并及时进行优化，从而提供更为精确、可靠的设计方案。

3.2继电保护二次回路设计

控制模块设计：为确保电力系统的稳定运行和设备的安全，在电路控制中安装了电源监控电路，负责监控电路中的开关操作，即跳闸与合闸的过程。它通过精准的传感器和逻辑判断，可以实时反映出断路器的位置状态，帮助维护人员快速准确地识别当前的电源状态。该控制电路不仅要显示断路器的位置信息，还要清晰地传达出它是处于跳闸还是合闸状态。为此，控制回路设计了一系列信号指示：当断路器闭合状态下时，电路会激活绿灯信号，以直观地显示出这是一个积极的信号；而当开关未发生任何动作时，则用红灯作为指示，其闪烁的频率和持续时间将随着断路器的状态变化而动态调整。当需要更加精确的信号反馈时，控制电路还能提供更为详尽的物理信号，包括声音和光线。例如，在断路器发生重合状态，即将断开与接通时的瞬间，控制电路会发出尖锐且持续的蜂鸣声，同时伴随着强烈的红光闪烁，这些都是为了确保操作人员能够迅速做出反应，并通过听觉和视觉双重提醒来确认电源已经被正确地接通或断开。

信号模块设计：为确保普通信号模组的性能得到显著提升，设计过程中对中心信号继电器的要求严格到了极致。这种继电器必须具备几项关键特性，以便在电路发生断路故障时能够迅速而准确地做出响应。首先，当检测到断路情况时，该中心保护装置将立即激活其内置的声音警告系统。与此同时，它还会触发光学信号，通过特定的光线闪烁向外部发送警报信息。这两种信号都具有高度的精确性和可靠性，它们不仅能有效提醒操作人员注意潜在的问题，而且都能自动完成回传任务，确保信息能够被及时、准确地传达给需要了解情况的人员或设备。这样的设计细节旨在提高整个系统的安全性和效率，避免不必要的风险和延误。

3.3设备虚拟端点监测

在智能变电站的电气二次设计过程中，利用虚拟端点技术能显著提升变电站的运行效率和安全性。这种方法通过减少物理设备的数量，降低了传感器损坏的风险。智能变电站通过对电气设备进行实时监测和分析，能够及时发现潜在的故障隐患，并采取相应措施避免事故的发生，大大节省了因设备损坏而产生的维修成本和人力资源投入

[2]。从安全性角度出发，智能变电站电气系统的准确监测是确保变电站稳定运营的关键。要求对每一个电气元件的状态都了如指掌，任何细微的异常都不应被忽视。虚拟端点和虚回路技术的应用，可对设备进行精确的控制和监测，使得所有的数据都能够得到可靠的存储和处理，防止电气数据的丢失或误报。

3.4 GOOSE虚回路设计

智能变电站的设计采用了线变组接线，接线方式意味着本侧的线路保护不会执行跳闸功能。为了防止因总断路器的误操作导致短路或其他故障，两套线路保护都投入了重合闸功能。这样做的目的是为了提供额外的保护机制，确保即使发生总线断路器的跳闸事件也能迅速恢复供电，从而保障整个电网的稳定和用户的正常用电需求。当电力系统处于运行状态时，各智能终端上的线路保护设备将自动响应。跳闸软压板会被退出，而重合闸出口压板则被投入。这些动作都是按照预先设定好的程序进行的，以保证系统的稳定性和安全性。两套保护间的闭锁重合闸回路发挥着至关重要的作用。它是一个关键的控制环节，能够在某一套线路保护检测到对端出现远距离跳电或检测到线路故障并需要闭锁重合功能时，通过智能信息传输实现有效的闭锁[3]。具体而言，当某一套线路保护监测到有可能导致重大故障的情况时，该装置就会向其对应的智能终端发送闭锁重合的Goose信息。Goose信息包含了需要对另一套线路保护进行闭锁重合闸的指令。该智能终端通过硬回路将接收到的Goose信息转发给其他智能智能终端，这样形成了一个完整的通信回路。另一套线路保护收到来自前一套设备的Goose信息后，会相应地激活自己的重合闸。这样，当第一套线路保护成功闭锁重合闸之后，它便可以开始处理与之相连的其他线路的故障，大大减少了故障导致的停电时间。线路保护纵差功能的加入以及相关保护措施的完善，为电力系统提供了更为可靠的保护策略，确保了电网在面对各种复杂情况时仍能保持高效、稳定的运行状态。

4结束语

通过不断地审视与改进设计结构的合理性，精确选择符合应用需求的通信协议，以及严格执行并加强对设计方案的审查流程，将有效解决智能变电站电气二次设计中常见的问题。这些措施不仅有助于提升系统的稳定性和可靠性，推动电力行业向着更加先进和可持续的方向迈进。

参考文献：

[1]夏国强,韩柳,谢俊,等. 基于逻辑接口模型和子图同构的变电站二次回路自动设计研究[J]. 广东电力,2023,36(3):77-83.

[2]刘威,高林,伏德粟,等. 变电站二次回路端子排设计图文字检测与识别[J]. 湖北民族大学学报（自然科学版）,2023,41(2):198-205.

[3]徐岩,单肄超. 基于SCD文件的智能变电站二次回路可视化[J]. 电力系统及其自动化学报,2023,35(3):69-76.