摘要：数字化变电站的二次设备主要包括电源、监控以及通信，因此，为了能够更好的对二次设备运行效率进行提高，应该提升二次设备集成性能。在本文中，以110KV遵义市苏州变电站数字化变电站为实例，介绍了数字化变电站综合自动化系统的主要设计内容，包括计算机监控系统设计、继电保护装置配置方案、计量装置及直流系统设计、组屏方案、电气二次设备布置，为数字化变电站电气二次工程设计提供了理论参考。
关键词：数字化；变电站；电气；二次设计
1.计算机监控系统设计
本站按照中国南方电网110KV户内数字化变电站标准设计，计算机监控系统采用基于ＩIEC61850标准、开放式分层分布结构，由站控层、间隔层和过程层构成。站控层网络为100M双星型工业以太网结构，用于实现站控层设备之间、站控层与间隔层设备、间隔层设备之间的信息交换；过程层网络为100M双星型工业以太网结构，采用全双工方式运行，用于实现间隔层与智能终端、间隔层与合并单元、间隔层设备之间的信息交换，网络结构为光纤点对点式，主要传输GOOSE和SMV2类信号，传输规约采用DL/T860.92。
1.1控制方式
控制方式有手动控制和自动控制2种，操作遵守唯一性原则。手动控制应包括下列各级控制，控制级别由低至高的顺序为：（1）由调度中心／集控中心远方控制；（2）由变电站自动化系统的监控后台控制；（3）在测控屏上通过控制把手控制，通过测控装置下发控制命令；（4）就地手动开关一对一控制。
1.2系统配置方案
计算机监控系统站控层配置2台主机兼操作员站、1台五防工作站、1台激光打印机（A3幅面）、1套音响报警装置，网络交换机按双网工业级配置，配1 套智能接口设备用于接入站内其他规约设备，与其他装置的接口采用串口或以太网口连接，通信协议转换为DL/T860.92，并配置1套二次安全防护设备、网络通信记录分析系统设备及卫星对时系统设备（GPS和北斗卫星对时各1套）。间隔层测控装置按照DL/T860标准建模，具备完善的自描述功能，与站控层直接通信；测控装置支持GOOSE协议进行间隔层信息交换，以实现间隔层五防闭锁功能。测控装置采样值报文采用网络化传输，传输规约采用DL/T860.92；开入开出信息采用GOOSE协议，网络化传输。GOOSE 和 SMV信息共同组网。装 置 至 少 提 供2个 光 纤 网 络 接 口 用 于GOOSE和SMV信息的传输。间隔层设备包含以下装置：110KV线路保护测控装置、110KV母线保护装置、主变保护装置、主变测控装置、10KV系统保护测控装置、全站公用测控、电度表、网络交换机、故障录波装置、计量装置等。
2.继电保护装置配置方案
110KV线路配置数字化专用光纤电流差动保护，保护装置、合并单元和智能终端均单重化配置，配置专用光纤电流差动保护、三段式距离保护、零序电流方向保护。110KV母线为单母线接线，保护按照单套配置，配置1套数字化母线保护装置，采用电压闭锁的带比例制动特性的电流差动保护原理。110KV母线PT设置1个合并单元，110KV母线电压并列功能由母线PT合并单元实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主变保护（不含非电量保护）按照双重化配置，电量保护装置、主变各侧合并单元、智能终端均双重配置，配置主变纵联差动保护、主变高压侧复合电压闭锁过流保护、主变高压侧过负荷保护、零序保护、主变低压侧过电流保护、主变低压侧过负荷保护，主变非电量保护由就地安装的本体智能终端完成，主变本体智能终端按照单套配置。为便于快速分析、查找、处理事故和故障，设置1套数字式故障录波装置，故障录波装置采用网络方式接入采样值，采样值采用DL/T860.92协议，开关量和启动信息通过GOOSE网络获取。
3.计量装置及直流系统设计
3.1计量装置设计
本变电站配置1套电能量采集装置，该装置能准确、可靠地采集变电站内计费（考核）点上的电能量数据，存储并发往地调电能量计量主站系统。计量系统为广州科立生产的SAIL400型，要求各厂站系统采用以太网口、2M专线通道或 4M通道接入。能完成各计费关口点有关数据采集、处理及远传功能，保证数据的一致性及完整性；电能量采集装置具有3个以上通信口，并可支持多种通信规约，以实现与不同厂商的主站通信。电能量采集装置配置内置式或外置式 MODEM或路由器，可通过电力数据网络或专用通道与主站通信。110KV线路设置为关口考核点，设置1台0.5S级数字式电度表；主变高、低压侧作为关口考核点，分别设1台0.5S级数字式电度表；所有10KV馈线作为关口考核点，各设置1台0.5S级常规多功能电度表。
3.2直流系统设计
按直流设计规程，交流电源事故停电时间按2H计算，本变电站设置1套 DC200V/200AH直流系统作为全站控制、保护、直流操作电源，并兼做事故照明电源。直流系统采用双套充电装置、双套蓄电池，两段母线接线，母线之间设联络刀闸。直流系统主要向中控室内二次屏柜、10KV开关柜、GIS室现地控制柜设备供电。系统以单回路辐射方式向110KV 系统保护、测控和自动化装置等集中布置的设备供电；以双回路环网方式给就地安装于10KV开关柜的保护测控装置供电，开关柜上设置直流电源小母线；单回路辐射方式向GIS室现地控制柜供电。
4.电气二次设备布置
计算机监控系统站控层设备集中布置在继电保护室，110KV系统间隔层设备组屏集中布置在继电器室，11OKV系统二次设备分散布置在各开关柜，过程层合并单元主要与各间隔保护装置一起布置，过程层智能终端布置在各间隔现地操作箱或开关柜内。110KV线路保护测控屏布置于继电器室；主变保护装置分别组屏，布置于继电器室；110KV母线保护装置单独组屏，布置于继电器室。直流系统设备安装在蓄电池室。蓄电池安装在蓄电池支架上。110KV线路电度表及主变高压侧电度表集中组屏，安装于继电保护室，其余电度表均分散安装于对应开关柜上。
5.结束语
在当今时代，电子设备的更新换代、网络技术的提高在很大程度上给我国的数字化变电站提供了机会，所以说在对数字化变电站进行二次设计的时候要在各个方面进行合理的选择，使得进行二次设计的各个方面都发挥出最好的作用，以增强变电站的工作性能并且提高电力资源质量，并且确保电力系统能安全运行。
参考文献：
[1]王超．数字化变电站继电保护系统可靠性研究[D]．杭州：浙江大学，2013.
[2]陈忻磊．数字化变电站二次系统可靠性研究[D]．上海：上海交通大学，2012.
[3]侯伟宏，张沛超，胡炎．数字化变电站系统可靠性与可用性研究[J]．电力系统保护与控制，2010，（14）.
论文作者:孟祥治
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/7
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