宁夏回族自治区电力设计院 750001
摘要：在电力系统的运行中,变电站发挥着不可替代的重要作用,其是实现高压电与低压电相互转换的主要设备系统。近年来,在电子信息技术水平不断提升的情况下,我国电力系统逐渐朝着自动化与智能化的方向不断发展。其中数字化变电站就是电力系统自动化过程中的一项重要发展成果,极大的提高了变电系统的自动化水平。
关键词：数字化变电站；电气；二次设计
变电站是电力系统的一个重要组成部分，数字化变电站是变电站发展的方向之一。数字化变电站指的是，在变电站的信息收集、传输以及处理、输出过程中，使用数字化的技术和设备，使这一流程实现数字化运行。在数字化电气设计中，二次设计占有重要的位置，其关系到数字化变电站的方方面面。
一、数字化变电站
近些年来，我国在数字化变电站运行操作仿真技术、电子式互感器技术和综合自动化技术等方面实现了突破，为我国数字化变电站的设计与建设提供了必要的技术基础。与此同时，计算机高速网络开发也实现了新的突破，这就为我国数字化变电站建设提供了契机。
数字化变电站指的是变电站在信息的收集、传输以及处理、输出过程中，完全使用数字化的设备和技术，从而实现这一流程的数字化运行。相比传统的变电站，数字化变电站有四个明显的特点：第一，拥有智能化设备；第二，统一的模型和通信协议；第三，网络化通信；第四，运行管理的自动化。
数字化变电站的基础是一次设备的智能化和二次设备的智能化。其中，智能化设备能够与其它设备相互交换控制命令、状态等等，设备本身具有高性能的自我检测能力，可以很快检测出自身的状态，然后把相关的数据信息传输给自动化处理系统，系统接到数据信息后，经过一番数据处理之后，自动做出设备是否需要维修的判断。
二、数字化变电站的电气二次设计
2.1合理选择电气智能设备
一般在变电系统中，必须要安装相应的二次设备。在数字化变电站中所选择的二次设备必须要使用网络二次设备，因为只有网络化二次设备才能与数字化变电站系统连接起来，才能进行相应的网络通信传递。在当前的变电站系统中，一般会选择无源或有源两种方式的电子互感器。与无源相比，有源电子互感器的性能更加完善，所起到的运行效果也相对较好，因此有源电子互感器的应用范围更为广泛。除了选择二次设备以外，对于数字化变电站智能开关的选择也非常重要，应该选择具有智能终端的开关设备，与普通开关设备相互结合起来，以满足不同设备的开关需求。
2.2设计最适合电气设备的通信规约
在数字化变电站中，网络通信是一种重要的信号传递手段，因此设计与电气设备和网络通信设备相匹配的通信规约就显得非常重要。一般在数字化变电站的通信规约设计中，需要分别设计站控层网络与过程层网络，两者缺一不可。在不同的电气设备与网络通信设备的基础上所使用的通信站控层网络与过程层网络也都各不相同。目前来讲，我国数字化变电站中所选择的通信规约多选择IEC61850的通信规约。
2.3正确设计组屏方案
数字化变电站中所设计的组屏方案是一种较为特殊的组屏方案，其与传统变电站所使用的组屏方案有很大不同。主要体现在数字化变电站的组屏方案应该要具备更多的功能，要能够使变电站的远动主机、监控主机、工程师站等电器设备都全部连接在一起。数字化变电站对组屏效果所提出的要求是要实现一体化的组屏，并且，所设计的组屏方案要便于操作。另外需要注意的是，所设计的数字化组屏方案只适合智能化电气设备，若不是智能化电气设备，则要另外采取常规的组屏设计方案。
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2.4网络结构的设计
数字化变变电站系统电压适用范围一般在35kv到500kv之间。在数字化变电站网络结构设计过程中，要结合IEC1850来进行，该系统的设计一般有三部分组成过程层、间隔层、站控层。其中站控层与间隔层之间是通过IEC1850的方式实现信息交换的，其中的媒介是以太网。而间隔层各个电气设备之间是通过通信协议实现信息交换的，这就很大程度上增强了间隔单元的防误闭锁能力。对数字化变电站的非IEC61850设备来说，需要通过转换设备才能连接到数字化系统当中。
2.5端子排图的设计
在数字化变电站的电气二次设计端子排图过程中，为了尽可能减少工作量，可以减少一次设计与二次设计之间的端子排列设计，这样就可以为控制回路的优化设计腾出时间。通过这种简化的方式，就使得电气二次设计回路的设计变得极为简单。比如，保护压板以及把手的数量都会明显的减少，同时也降低了安全事故发生的概率。
三、电气二次设计应注意的问题
3.1线路的保护
线路的保护包括三部分，即线路分相电流差动的保护、过流保护、距离保护。线路分相电流差动保护误动产生的主要原因是电磁式互感器的饱和。但电子式互感器的具有非饱和的特性，其就很好地解决了这一问题。距离保护主要是为了确定电流中是不是含有非周期的分量，_般情况下，电磁互感器无法从根本上改变非周期分量，这就会导致测距误差的加大。解决这一问题最常用的方法是增大数据窗，但这种方法又降低了距离保护的速度。电子式互感器可以利用微分方程原理的阻抗算法算段数据窗。从而在一定程度上提高距离保护的速度。
3.2数字化低周保护
数字化低周保护和传统的低周保护有很大差别，差别主要在于数字化低周保护没有信号电缆。数字化低周保护在单元位置接受母线的电压，并进行相应的频率计算，然后以报文的形式输出跳闸命令。在lOkV间隔设置自动投退的低周压板，可以参考调度的定值，从而可以提前设置好某个出口的跳闸投退，更好地实现低周条线路的功能。
3.3母差保护
在母差保护的数字化设计过程中，可以借助母差子站使模拟信号转化为数字信号。母差保护是指将已有的母差保护转变为新的母差保护，包括主站与子站两部分。在完成每个间隔的数字化设计以后，应将电流和电压从每个单元逐步地连接到母差保护主站，然后输入GOOSE，以实现网络连接。
3.4电气安全问题
变电站是一个具有较多危险性因素的电力系统，在进行电气二次设计时，除了要保证其设计的科学性与专业性以外，还需要特别注意所设计的电气二次设计方案应该满足电气安全管理相关要求。一般在设计中都会加入一定的安全防误装置，这是为了能够避免失误操作时所引起的安全事故发生。需要注意的是，所设计的安全防误装置应该与数字化变电站相匹配，并保持一致，即同时设计、同时施工、同时运行，在变电站的整个运行过程中保护变电站系统的运行安全。
结语
总之，在数字化、自动化、智能化技术水平不断提升的今天，数字化变电站是未来变电站系统的主要发展方向。这也是提升变电站运行效率的必经途径。在对数字化变电站进行电气二次设计时，必须要结合实际情况，在满足智能化电气设备二次设计的基础上，保证数字化变电站的运行安全。只有在安全、高效的电气二次设计基础上，才能促进数字化变电站进一步的提高其运行经济效益。
参考文献：
[1]罗水生.浅谈数字化变电站的电气二次设计[J].中国新技术新产品（工业技术），2013（6）
[2]石秀美.浅谈数字化变电站中的电气二次设计[J].民营科技（科技论坛），2011（7）
作者简介：
龚龑(1989.5-)，女，宁夏银川 单位：宁夏回族自治区电力设计院。
论文作者:龚龑
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/8
标签：变电站论文; 设备论文; 电气论文; 互感器论文; 系统论文; 规约论文; 过程中论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;