浅谈智能变电站设计与建筑

'浅谈智能变电站设计与建筑（内蒙古乌兰察布电业局乌兰察布电力勘测设计院有限公司乌兰察布012000）摘要：随着经济与社会的发展，环境问题己经成为人们的关注焦点之一。建筑节能的目的是实现对环境的保护和对资源的合理使用。目前，由于我国有很多变电站的能耗比较大、占地面积比较大，导致资源的过度浪费。建立智能变电站的主要目标是建筑节能，它通过分析建筑物内能耗的情况，对设备的工作状态进行合理控制，以提高资源的利用率。建筑节能的实现主要是通过检测建筑接入的能源、变电站周围的环境以及变电站的能耗，并对用电信息趋势以及能耗数据进行分析,提出科学合理的设备节能方案，以确保可控制的设备能够始终处在节能水平状态中，并综合评估某一时期内的节能水平和能耗水平。关键词：智能变电站；设计；建设；分析1导言简单来说，智能电网就是电网的智能化。智能电网建立在双向的通信网络基础上，将高级测量体系、传感技术、通讯技术、高温超导技术和储能控制等新技术成果应用于传统的物理电网；引入了新的智能产品和服务，能互动地满足现代用户对电能质量的高要求，并通过技术手段确保供电的安全性和可靠性，能减少运输过程中的电能损耗，促进牛态环境的改良，进而推进可持续经济的发展。智能电网浓缩世界技术革命精华于一身，是最先进的通讯、IT、新能源、新材料、新设备等产业和技术的集成，直接为社会服务，有利于开辟电力行业管理的新时代，推动了电力基础设施的革命性升级。2智能变电站系统结构及信息流程2.1智能化变电站的控制技术该技术釆用智能变电站系统，这种变电站相当于将GIS设备和变电站计算机监控 系统综合在一起，并采用光纤传输信息,其中断路器、隔离开关和接地开关等采用了一体化设计的GIS技术，而电流和电压传感器取代了常规电流和电压互感器，光纤接口替代了微机测控和保护装置中的输入、输出冋路。它不象通常智能化开关那样仅仅将常规断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、测控装置和保护装置等组装在开关柜上。2.2站控层站控层包括站级计算机和人机设备、服务器或路由器等设备，站控层实现变电站的监测控制、报警、操作闭锁、记录和自诊断功能、继电保护整定值变更、故障分析及变电站的远方控制等。它相当于计算机监控系统站控层,通过光纤与间隔层通信。2.3间隔层间隔层包括监控设备和继电保护设备等,间隔层设备在横向上按间隔配置。间隔层设备实现本间隔的继电保护、监测、控制、同期、操作闭锁、测量、故障录波和自检功能等。其中母线保护采用分散安装方式，按间隔装设双重化母线保护间隔层单元，并通过光纤与母线保护中心单元连接。间隔层设备通过光纤互联并与设备层通信。2.4设备层设备层是指智能化的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、罗果夫斯基TA、分压形VD、复合传感器、信息处理接口等。设备层智能化的关键在于罗果夫斯基TA、分压形VD和复合传感器等技术的应用。罗果夫斯基TA是通过在环形抗磁铁芯上的均匀线圈到高阻抗的A/D变换单元的方式实现电流测量及输岀信号的光数字化。分压形VD是通过导引中间电极电位到高阻抗的A/D变换单元的方式实现电压测量及输出信号的光数字化。复合传感器技术的应用还可以监测一次设备开闭状态、箱内温度、气体压力、气体分解等状态。双重化的概念在此得到简化，即在罗果夫斯基线圈上连接2个A/D转换单元供2 组继电保护使用，相当于两个次级线圈。2.5信息流程智能变电站系统实现分层分布式处理，信息上传流程为:各种传感器将设备状态量转换成模拟电信号，通过A/D变换单元转换为数字电信号，通过过程总线传输到间隔层的测控单元和继电保护单元,再通过现场总线实现间隔层设备与站控层设备信息共享，最后通过路由器向远方控制中心及调度中心传输信息。信号下传则按相反的流程。3狛能化变电站与常规变电站的区别根据中国国家电网公司发布的《智能变电站技术导则》，智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳及环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化和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、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策及协同互动等高级功能的变电站。3.1在常规变电站的综自系统中不存在过程层设备。智能变电站的基本架构有三层：过程层、间隔层和站控层。过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端等，完成电能分配、传输、变换及测量、控制、状态监测等相关功能。常规变电站中没有过程层设备，因此，保护、测控装置对一次设备的控制和各种信息的采集均通过大量电缆的连接来实现，这种连接方式既不能够达到一、二次设备之间的彻底隔离，也容易造成二次系统的复杂性，难于设计。3.2常规变电站中各种二次装置与后台之间、远方调度主站之间的通信规约繁杂多样。目前，常用的通信协议包括DNP、103>104、MODBUS等等，大量的规约转换容易造成“四遥”系统的不可靠，难以达到智能电网变电站集约化管理、协同互动的要求。由国际电工委员会制定的通信标准IEC61850是全面规范智能 化变电站自动化通信体系的新标准，该标准的制定推进了猶能变电站中各种应用系统之间的无缝通信以及站内各自动化设备之间集成应用的实现进程。在具体的实现形式上，智能变电站中还引入了智能设备的概念，这是高压设备智能化的简称，即一次设备和智1能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化的特征，因此，可以认为实现高压设备智能化的关键技术就在于智能终端的设计与实现。4变电站的能耗分析和管理建筑节能监测系统能够从综合自动化系统的接入站内获取全部设备的用电信息，从用电设备的分类角度，对各种设备的能量消耗进行计量。计算的能源消耗主要包括门禁、地插等设备的能耗、IT设备能耗、制冷设备能耗以及照明设备能耗等多种装置的耗电信息。数据会通过传感器或者自动化接口统一传输给动力监测子系统。依据能耗分析有关的计算式,动力监测系统会对能耗进行计算。对站用电的电流、电压以及能耗多种信息进行收集，利用综合自动化接口将这些信息传输动力监测子系统，依据事先设定的阈值，动力监测子系统对相应的信号进行处理，对系统中蓄电池检测点附近的灯光以及摄像头等发送联动指令。在处理的过程中系统会自动将联动动作以及报警记录等信息输入到系统的数据库当中，并且在三维场景中将这些信息展示岀来，用户依据自身的需求，可对蓄电池报警联动的蓄电池报警检测阈值信息、灯光阈值信息以及摄像头进行配置。5结论建立智能变电站节能系统的主要是减小其对环境的污染以及实现对变电站资源供缺紧张的环节。采用三维可视化技术以及传感器技术等信息技术，就能实现边站的互动化合信息化，实现目前用户对电能的需求，从而促进智能电网的进一步发展。随着技术的发展、学者对智能变电站的深入研究，智能变电站的建筑节能系统也也得到了进一步的健全完善，进而实现对环境的保护、对资源的合理利用，实现对社会未来发展的需求。参考文献： ⑴王雷涛，齐小赞,周挥毫•新一代智能变电站预制舱照明设计[J]・电气应用,2014,20:126-129.⑵卓丽芳•浅谈预制舱在标准配送式智能变电站中应用[J]•福建建设科技,2015,01:72-73+77.⑶陈庆丰•智能变电站地建设发展与继电保护新要求[J]•西部广播电视,2016,04:190-191.[4]杨利生•装配式建（构）筑物在标准配送式智能变电站中应用[J]・山西建筑,2014,25:10-11.'