摘要：数字化变电站的电气系统，主要由一次设备与二次设备构成。其中，二次设备是对一次设备进行监测、控制、调节与保护的设备，它不仅是变电站电气系统中不可或缺的重要组成部分，也是确保整个变电站安全、经济运行的基础。结合工作实际，本文针对数字化变电站中电气二次设计进行了分析与探讨。
关键词：数字化变电站；电气二次；设计
我国电力行业的发展趋势越来越迅猛，朝向数字化智能化方向发展。在电力系统中，变电站是重要的组成部分，其发展方向是数字化变电站。随着数字化变电站建设的不断加快，为了确保数字化变电站的安全运行，在对其电气二次部分设计时一定要做到科学规范。随着我国数字化变电站的广泛应用,电企需要建立健全数字化设计的规章制度，促进维护数字化变电站中电气二次设计工作的顺利开展。
1数字化变电站概析
数字化变电站是在信息采集、传输、处理和输出的过程中，采用数字化的设备和技术，实现数字化的操作。与传统的变电站相比，数字化变电站具有智能设备、通信网络、模型和通信协议、数字化变电站建设、智能设备和辅助设备等，是一种具有特殊功能的通信接口，使设备在各种信息之间的交换。以便设备间相互交换各种信息。此外，智能设备本身也应该具有高性能的自测试能力，能随时快速检测自身健康，并将数据传送到自动处理系统，系统处理，自动判断是否需要立即修复。总之，数字化变电站的建设是电网建设中的一个新的技术突破，特别是现代先进设备的应用，如电子设备、传感器等，更使变电所具有现代气息。这不仅提高了信息交流的速度，还可以高效、准确地检测和判断设备的健康状况。
2变电站电气二次系统内容分析
①继电保护和安全自动装置。继电保护和安全自动装置是电气二次系统的重要组成，主要用来保护变电站的安全稳定运行，一旦出现系统故障，立即作出告警或跳闸。②控制回路。变电站二次控制回路主要用来对变电站内各类设备进行控制，主要是各类开关设备的跳合闸操作，继电保护发出跳闸信号后，通过控制回路来执行跳合闸。③信号回路。变电站电气二次设备的运行，均依赖于信号回路的运行，通过变电站二次信号回路，准确采集一次设备的工作状态，包括信号的发送、接收和传递网络，来为运行人员进行运行和维护提供依据。④调节回路。除了通过控制回路来控制开关的跳合闸以外，有一些变压器主设备还需要通过调节回路来调整期工作参数。⑤其他回路。除了上述回路以外，变电站二次系统还包括绝缘检测回路、系统同期回路、操作电源回路等，是变电站功能实现的辅助回路，随着电网技术的发展，变电站建设水平不断提高，电气二次回路技术水平的高低目前已经成为衡量变电站自动化程度的重要方式。
3变电站电气二次系统的设计
3.1二次设计原理
电气二次设计的对象主要有：工业电视系统、直流电源系统、元件继电保护、变电站计算机监控系统、直流电源系统、自动化工程安全监测系统等。在数字化变电站的电气二次设计中，首先需要用到智能设备电子式互感器，电子式互感器的运用，可以让输出信息传送给各个二次设备更加的方便简洁和准确。互感器会对变电站所输出的信息进行采样，并通过相对应的量化处理，将其通过光纤传送给二次设备，为设备的稳定运行提供了极大的保障。A/D变换的取消、采样保持、多路转换开关等过程，提高了设备的可靠性。智能终端在数字化变电站智能开关中的增加，实现了控制命令的输出和传输的数字化。变电站设计中所采用的智能开关是具有智能终端功能的，控制命令以及跳合闸命令的传递由光缆或光纤进行，并将其输送至智能开关的智能终端，而这就使控制命令的传递实现了数字化的功能。将一次设备的开关量进行数字化处理后输送至二次设备，又二次设备将开关输出量传递到智能终端，这一过程很好的体现了开关量信息采集、传输以及输出的数字化功能。二次设备间电气联系的取消提高了系统的可靠性和安全性，方便了设备的维护和运行，同时取消了一些设备的使用，节约了二次设计的成本。经过数字化的一次设备开关量通过光纤传给二次设备，再接着利用光纤将开关输出量传送至智能终端，这个过程实现了在信息的采集、传输、输出等方面的数字化。电气二次设计构架主要是指针对主线路的一次设备，进行一次设备参数的测量设计、检测设计以及控制电路的设计。
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3.2网络摄像头及各种传感节点的设计
针对家庭潜在险情的监测，应充分利用烟感及煤气传感器，借助传感器将信息进行有效收集，并充分利用红外及门磁探测器对非法入侵等不良现象进行合理监测。借助Zigbee终端节点，与探测器及传感器进行充分连接，这样才能有利于将报警信息进行及时传送，使协调器充分发挥其应有的作用。
3.3智能设备的选择
在数字化变电站中，主要包括二级设备、智能开关、电子变压器等设备，二级设备，我们只能选择网络形式的二次设备，因为没有其他选择，只能采用与传统开关设备相结合的传统开关设备，这是目前国内主要设备使用的设备，一般有无源电子式互感器和有源电子式互感器这两种选择，而我国目前大多是使用有源电子式互感器。
3.4合理设计原理图
在数字化变电站电气二次设计中，随着电子仪表互感器、定量处理数据输出的变电所再次信息，最后通过光纤传输到二次设备，使电气设备安全稳定运行。为了实现数字控制指令的传输，在进行电气二次设计时，需要采用智能终端功能的智能化开关，通过光纤电缆传输控制命令，由电缆传输到智能终端的跳闸命令。
一次设备数字化处理相关数据后向二次设备传输，再由二次设备向智能终端传输开关输出量，从而实现开关量信息的数字化采集、传输和输出。
3.5组屏方案的设计
在组屏方案的设计上，数字化变电站的组屏设计对于不同的电压一体化装置，在处理方式上也比较多样化，并且可以将不同的组屏设计相组合，进行优化处理。数字化变电站的组屏方案使不同等级的电压一体化装置分别组屏，将单独的组屏合并；另外还有不同于常规组屏方案的设置通信管理机，数字化变电站层的远动主机和监控主机以及工程师站等设备是放在主控室内的，从而实现了对时的统一。对于非智能化设备，要进行单独组屏，而对于变电站的远控主机、监控主机以及工程师站等智能化电气设备装置则需要相互连接，并且要在主控室内进行。
3.6合理设计端子排图
数字化变电站电气二次设计端子排图时，可取消一次和二次间端子排列设计，优化设计控制回路，这不仅能减少工作量，简化二次回路设计，还能减少保护压板、按钮和把手的数量，降低安全事故发生的概率。除此之外，端子排图的合理设计可以彻底解决光纤老化问题，从而使变电站系统更加稳定、可靠，以实现变电站的数字化运行。
4数字化变电站电气二次设计安全可靠性分析
从数字化变电站电气二次设计的特点可以看出，要提高安全可靠性的方法有：①用一些光缆代替铜缆，也就是说用以太网的总线代替了二次连接的导线，进行大量的减少系统中元件的数量；②及时的利用网络冗余和功能来提高系统的可靠性；③利用系统和元件自身的自检和监视来提高系统的可靠性。
结语
总而言之，在我国当前智能电网的发展过程中，数字化变电站本身已进入了一个快速发展的状态，而二次电设计工作的需求也在不断增加，因此为了满足时代发展的需要，它应该是针对数字化变电站的实施工作，有效的实现了对于变电站的数字化测量、保护、控制、监控工作，这方面的技术完善，实际上对于我国数字化建站的发展来说，有着良好的促进意义。
参考文献：
[1]孙彦.数字化变电站中电气二次设计分析[J].科技致富向导，2014（11）.
[2]王岐.数字化变电站中电气二次设计分析[J].黑龙江科技信息，2014（18）.
作者简介：
贾焜（1989.1-），男，内蒙古乌兰察布市人，香港理工大学电子信息工程硕士，工程师，单位：内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，研究方向：电气工程及其自动化、继电保护、电气二次设计
论文作者:贾焜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/1
标签：变电站论文; 设备论文; 回路论文; 电气论文; 智能论文; 系统论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第14期论文;