摘要：所谓的数字化变电站，就是指在变电站的信息收集、信息传输、信息处理、信息输出过程中，使用数字化技术和设备，使这些过程全部实现数字化运行的变电站。而电气二次设计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。随着电力信息技术和智能化水平不断提高，数字化变电站、智能电网是当今供电技术发展的总趋势，传统变电站二次系统存在的问题及相关配置，已不能满足电网建设智能化发展的需求，因此，实现对变电站的数字化监控，测量，控制和保护，并开展二次电气设计尤为重要，对数字化变电站的建设具有重要意义。
关键词：电气二次设计；原则；保护配置；调度自动化
1数字化变电站的特点
数值化变电站是由电网计划实施的，在其建设的过程中，所显露出的特点比较多，其中主要的特点主要体现在以下几个方面：
（1）应用一次智能化设备，利用数字化技术实现一次智能设备的控制输入与信号输出，二次回路设计中，传统的方法为使用继电器和其逻辑回路，而在实现数字化后，利用可编程软件代替，提高了变电站的可靠性；
（2）智能设备的互操作性，在数字化变电站中，多种相关的技术应用在智能设备中，比如对象建模技术、设备自描述规范等，使的通信协议与接口之间具备一致性，互操作性更为良好；
（3）变电站信息共享，建模时，一次设备统一进行，站内各个设备之间的通信以及站与控制中心的通信信息真正的做到了共享；
（4）数据采集数字化，电流、电压等电气量在进行采集时，应用数字化电气量测系统采集，这不仅是数字化变电站的主要标志，同时，动态测量范围、测量精度也明显的提高；
（5）系统结构紧凑化，体积小、重量轻是数字化电气量测系统的主要特点，在智能开关设备系统中即可集成该系统，而且在优化功能以及布置设备时，可以依据机电一体化的设计思想来进行，提升了系统结构的紧凑性。
2数字化变电站电气二次设计方案
2.1设计原理
工业电视系统、元件继电保护、直流电源系统等均为电气二次设计的对象，包含的比较多。电气二次设计过程中，电子式互感器是首先要用到的智能设备，应用之后，输出信息传送的简洁性与便利性显著提升，有效的保证了设备运行的稳定性。在数字化变电站中，智能开关中增加了智能终端，实现数值化控制输出与传输命令。利用相应的数字化技术处理一次设备的开光量，之后由二次设备接收处理后的信息，再进行处理后，输出到智能终端，这个过程中，开关量信息的采集、处理及传输均良好的实现了数字化。数字化变电站系统运行时，取消二次设备间的电气联系后，可靠性健全性有效提升，设备的运行及维护便利性显著提升，而且部分设备直接取消使用，使得设计成本有效减少。
2.2科学选择智能设备
二次设备、电子式互感器等为数字化变电站中主要使用的智能设备，电气二次设计过程中，各种智能设备的选择必须要具备科学性。选择二次设备时，网络化形式为最优选择，同时也是唯一选择；选择开关时，智能终端是不可缺少的，即使选择传统的开关，也需要结合智能终端，以满足数字化变电站二次设备的运行需求；选择电子式互感器时，可选择的类型有两种，一种是有源式，一种是无源式，可依据具体的工程来选择，通常，有源式为主要使用的类型。
2.3合理选择通信规约
站控层以及过程层共同组成了数字化变电站的网络层，通信规约的选择主要是在这两层中进行，选择合理时，变电站各个设备之间可以更好的互联，进而实现数字化。站控层的通信规约包含103规约和IEC61850规约两种，传统通信网络层的通信规约多使用103规约，而数字化变电站站控层的通信规约则使用IEC61850规约。过程层的通信规约也包含两种，一种是与站控层想用的IEC61850规约，另一种时ORC60044-8规约，一般说来，是将这两种规约结合在一起应用于过程层中。
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2.4设计组屏方案
在进行组屏方案设计时，数字化变电站电压一体化装置不同时，处理方式也存在着一定的区别，而且可以组合不同的组屏设计方案，经过优化之后，选择最优的设计方案。数字化变电站组屏设计方案中，电压一体化装置等级不同时，组屏设计分别进行，合并单独的组屏，此外，通信管理机设置时，与常规的组屏方案并不相同，在主控室内放置监控主机、远动主机、工程师站等，保证了对时的统一性。设备并非为智能化时，组屏设计单独进行，并相互连接各个智能化电气设备。
2.5设计网络结构
对于数字化变电站来说，30～500kV的电压等级为比较适用的，因此，设计网络结果时，需要与IEC61850相结合，以保证设计的合理性。通常，站控层、间隔层、过程层共同组成了数字化变电站系统结构，这其中，采用IEC61850-8-1的方式实现间隔层与站控层之间的信息交换，以以太网作为连接媒介，而间隔层的电气设备之间利用GOOSE通信协议实现信息的交换，提升其防误闭锁能力，避免误闭锁事件的发生，过程层设备的互感信息在传输时，媒介为以太网，通信协议为IEC61850-9-2，实现信息传递到间隔保护层以及测控设备。
2.6设计端子排图
端子排图是数字化变电站电气二次设计中比较重要的环节，在设计的过程中，一次和二次之间的端子排列设计可以取消，对控制回路的设计进行优化，将工作量有效减少的同时，二次回路设计也实现简化，而且保护压板、按钮、把手的数量也可有效的减少，保证了数字化变电站运行的可靠性。
3二次设备电磁兼容性能及抗干扰设计
电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。电磁兼容的三要素：对系统本身不产生干扰；对其它系统不产生干扰；对其它系统的发射不敏感。
对于变电站综合自动化系统来说，消除或抑制干扰应针对电磁干扰的三要素进行，即消除或抑制干扰源；切断电磁耦合途径；降低装置本身对电磁干扰的敏感度。针对综合自动化系统在多个变电站的实际运行情况，电磁兼容技术措施可以分为以下几个方面：
拟制干扰源的影响。二次设备内，综合自动化系统中的测量和微机保护或自控装置所采用的各类中间互感器的一、二次绕组之间加设屏蔽层，这样可起电场屏蔽作用，防止高频干扰信号通过分布电容进入自动化系统的相应部件；机箱或机柜的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可抑制外部高频干扰；变电站综合自动化系统的机柜和机箱采用铁质材料，使其本身也是一种屏蔽。
接地和减少共阻抗耦合。接地是变电站综合自动化系统电磁兼容的重要形式措施之一。该系统的地线种类有微机电源地和数字地、模拟地、信号地、噪声地、屏蔽地等五种地线。微机电源采取浮地方法即其零线不与机壳相连。微机电源地与机壳共地。变电站综合自动化系统属于低频系统，且其各个子系统都由多块插件组成，应尽量采用一点接地的原则。
变电站综合自动化系统中，采取良好的隔离可以减少于扰传导侵入。行之有效的隔离措施有以下几种：模拟量的隔离；开关量输入、输出的隔离；强、弱信号电缆的隔离；二次设备配线时，应注意避免各回路的相互感应印刷电路板上的布线要注意避免互感。
4结论
在进行数字化变电站电气二次设备的过程中，要结合数字化变电站的实际情况，合理的选择智能化设备及通信规约，并科学的进行网络结构、组屏方案等方面的设计，提高设计的质量，从而有效的保证数字化变电站可靠的运行，最终提升电力系统运行的稳定性。
参考文献
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[2]王毅.关于数字化变电站中电气二次设计的相关探讨[J].贵州电力技术，2015（02）：77-78.
[3]雷云川.110kV综合自动化变电站的电气二次设计[J].广东科技，2013（22）：106-107.
论文作者:徐海滨,唐霄,卜婷婷,马程
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：变电站论文; 设备论文; 规约论文; 电气论文; 系统论文; 智能论文; 通信论文; 《基层建设》2018年第33期论文;