基于节能降耗的智能化变电站设计要点分析

陈孟泉

信息科技时代背景下，设计开发自动化智能变电站成为了电力企业创新发展、贯彻落实国家环保政策的主要路径。智能化变电站的应用有助于快速实现节能降耗目标。现阶段，我国电力行业设计研发智能化变电站的理念、技术以及与其相配套的制度、法规等还具有较高提升空间。基于此，以下对节能降耗的智能化变电站设计要点进行了分析，以供参考。

节能降耗;智能化;变电站;设计要点

新型变电站设计要最大程度的达到节能降耗的目的，必须在智能化的基础上进一步整合和完成管理。我国智能变电站发展还不成熟，设计施工理念都还不完善，也缺少配套的制度法规，因此在智能化变电站设计方面还需要不断的学习和摸索。

节能降耗下设计智能化变电站应当遵循下述五点原则，第一，在设计过程中应当始终坚持变电站运行稳定、安全、经济的原则;第二，通过互联网与设备的充分整合，提升设备的智能化程度，减少智能化变电站建设成本，应当坚持充分应用现有资源的原则;第三，根据变电站通信协议，建立建设智能化变电站监管系统，要求能够监管变电站整体以及各个部分的运行，防范故障风险、安全事故等，提高运维效率。由此，设计过程中应当立足于防范风险的原则;第四，最大程度上集成电力设备，简约变电站设计，融合人性化设计原则。注重通过合理布局多角度提高变电站智能程度。可以立足于网络布局实现电力企业资源共享，进而充分利用现有资源，保障变电站整体高效运行，进一步提升变电自动化、智能化、现代化水平，降低建设智能化变电站全生命周期的造价;第五，采用先进技术、设备，同时注重确保设备、技术可升级，以使得设备、技术能够随着信息科学技术的发展而不断发展完善，满足变电站更新需求，为市场提供充足的新型电力能源。

（1）建立统一的信息模型和采用相同的信息接入协议，构建变电站特有的信息平台，从而做到变电站内信息资源共享。因为采用了相同的通讯协议和信息模型，使变电的机器设备之间能够更好的相互协作，提高了信息资源共享的速度和效率，也降低智能电站的设计和维修费用。（2）信息共享标准化。变电站智能化改造可以实现信息共享的标准化，通过相关的技术与标准，可以进行数据的简化处理，从而实现信息在变电站各个独立系统中的连接与配合，建立统一的数据运行平台，提升电力系统运行的整体效果。（3）使用最新的光纤维信号传输，比以往通过电缆进行信号传输提高了传输的速度和信号准确度，降低了安装和维护的费用。采用电子式互感器解决了电磁式互感器的饱和问题，实现了设备无油化，颠覆了绝缘概念提升了变电站的安全性，减少了占地面积。（4）智能化技术的进步改变了传统的信号传输方式，数字与光纤逐步取代了传统的模拟信号传递，比如在变电站测控保护装置上，输入与输出信号都是数字信号，从而使得信号传递的效率更高，稳定性更强。变电站通信网络的现代化与智能化程度更高，有效实现了数据、资源的共享，实现了智能化的发展。

3.1对一次设备进行智能化升级

对变电站进行必要的智能设计是变电站节能降耗的科技基础。可视化、数字化、一体化和信息交互性是智能变电站一次设备进行智能化设计的要求。在对一次设备进行智能化的时候，要在主变压器中安装智能终端和配套的合并单元。在出线间隔、主变进线间隔内分别配置智能终端。例如分别配备专门的智能终端在母联间隔和母线设备间隔上。对变电站装配全站和核心部件状态监测后台系统，通过跟踪监测，获取变电站运行的各项数据，然后进行汇总和分析，并提出针对性调整和检修方案。过程层设备采用一对一的方式和间隔层的设备进行连接。过程层其实就是一二次设备的相结合的一个面，结合面上的设备具有自我检测和自我描述的功能，并通过实行共同的通讯协议和信息模型，和站控层实现信息的交流互动。

3.2变压器选型设计要点

节能降耗理念下应当选择在电能转换时期损耗小的变压器，以降低空载、负载以及附加损耗，在设计智能化变电站时通过合理选择变压器均能够得以实现。具体而言，可以将散热器作为参考，例如，选择70%容量的ONAN变压器，以达到解决風能的目的。总之，以选择低能耗装置为主。

3.3总平面布置考虑节能

在我国实行最严格的节约集约用地制度，主要是为了节约土地资源。在110kV变电站总平面布置中，首先，总平面布置占地面积不能超过《电力工程项目建设用地指标》要求，在此前提下，进行合理优化。在满足变电站工艺要求的前提下，充分考虑进出线和进站道路的引接条件，同时根据地形、地貌，以及环境特征等综合因素，合理确定站址的定位坐标、方位和场地标高，减少拆迁还建工程量，减少土石方工程量、地基处理工程量以及施工难度，节省工程投资。应充分利用站内场地，紧凑布置，尽量减少占地面积，提高土地利用率，以节约宝贵的土地资源。站内布置尽量压缩各建筑物的规模，布置有主控综合楼，并将主控制室、通信室、检修、工具间及值班休息室等设计成联合建筑，从而减少各建筑物之间防火距离，节约用地，同时增大建筑体量，丰富立面效果。

3.4对二次设备进行网络化布局

3.4.1站控层设备管理成网络化分布

站控层设备不需要安排专门的员工来值班，而是通过建立无人值班变电站，通过智能设备达到对变电站进行智能控制管理的目的。站控层设备可以提供方便的人机交流界面，方便管理人员管理控制过程层和间隔层的设备以及各项设备功能，形成对变电站全天候的监控管理。通过站控层的智能升级可以在变电站建立一个管控中心，对变电站实行远程控制和集中而简约的控制。各分层的设备通过智能终端将自检和扫描后的信息上传，实现对整个变电站设备的网络化、智能化管理。

3.4.2变电站间隔层设备的配置情况

监测系统、保护系统、录波系统和计量系统等中的设备是共同组成变电站间隔层。间隔层在站控层的网络失去监控管理能力的时候，它的二级子系统能够独立完成对本间隔层内设备的监控管理。通过在各个间隔层配置数字接口处设计专门的保护性检测和控制设备，对变电站间隔层的设备运行进行检测和管理。另外在间隔层的设备之中也同样执行变电站通用的通讯协议，起到自我检测状态和自我描述的作用。也就是说间隔层利用变电站统一的通讯协议进行通讯和监测管理本层内设备的运行。同时间隔层内的设备也具备基本的数据分析和向站控层传递数据信息的功能，并不完全依靠于站控层设备对本层设备进行监控管理。

21世纪，智能化变电站是传统变电站的重要发展方向，新型变电站会随着科学技术的发展而不断发展。在设计过程中，设计师应当充分把握节能降耗背景下，智能化变电站的组成，在设计一次、二次设备以及变电器选型的过程中紧紧把握住智能化变电站设计原则，最终成功设计出可成长型的智能化变电站。

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