摘要：计算机技术、网络技术、信息技术以及光电技术等先进技术的发展对推动电力系统实现自动化、智能化、信息化等带来了应有的技术支持，为电力系统智能化、自动控制技术和继电保护等带来了全新的改变，也导致保护、通信、监控、计量、远动、测量等众多专业领域间存在的界限不断地消失。通过对智能变电站进行建设，致使以往存在清晰界限的电气一次、电气二次专业愈发模糊，设计作为工程建设的基础内容，对整个工程有着最为直接的影响，通过对智能变电站中的二次系统进行优化设计，对于我国电网发展有着很好地促进作用，并为推动智能电网的建设和持续发展提供了良好地保障。
关键词：智能变电站、二次光缆、优化、设计
1.光缆整合优化
1.1光缆整合的基本原则
根据相关行业标准、企业标准及通用设计的要求，确定光缆整合的原则如下：a．依据将去向相近的光缆整合为一根多芯光缆的原则，利用既有二次屏柜转接或设置集中转接屏对光缆进行整合。b．光缆整合时双重化配置的设备所对应的连接光缆应各自独立；若设置双网，过程层Ａ、Ｂ网所对应的光缆应各自独立。ｃ．减少光缆选型，铠装光缆采用12芯或24芯，室内尾缆采用4芯、8芯或12芯。每根光缆要求至少预留2芯做为备用芯。
1.2实施效果分析
以某110－A1－1方案的110kV智能变电站为例。变电站按终期规模设计，采用2×50ＭＶA三绕组有载调压变压器及1×50ＭＶＡ双绕组有载调压变压器。110kV出线3回，采用扩大内桥接线；35kV出线6回，采用单母线分段接线；10kV出线26回，采用单母线三分段接线。该工程通过设置集中转接屏实现光缆的优化整合。具体配置为：二次设备室配置１面168口的光纤配线柜，110kV ＧＩＳ设备区配置1面132口光纤配线箱，光纤配线架之间采用光缆连接。以间隔为单位，110kV ＧＩＳ智能组件柜光纤配线箱到二次设备室光纤配线柜的光缆根据双套配置各自独立的原则，汇总成11根12芯光缆，传输110kV ＧＩＳ智能组件所有ＧＯＯＳＥ、ＳＶ信息。每台主变压器本体智能组件柜采用1根12芯光缆连接至二次设备室光纤配线柜。二次设备室内110kV ＧＩＳ智能组件柜设备与光纤配线箱之间采用尾缆连接；35kV、10kV设备与二次设备室设备统一采用尾缆连接。
光缆优化整合后，110kV间隔至二次设备室光缆由36根整合为11根，光缆长度约减少61％；主变压器本体智能组件柜至二次设备室光缆由9根整合为3根，光缆长度约减少67％。由于光缆数量减少，电缆沟可相应减小或改为埋管方式，因此经济效益明显。
2.光缆整合优化
2.1光缆整合的基本原则
依据光缆企业的要求和相关规定，确定光缆整合的原则如下：①把功能差不多的光缆合并成一根多芯光缆，集成光缆必须要使用现有的二次屏柜输送或者是集中转接屏；②当对光缆进行集成的时候，双重化设备的光缆都是相互分开再连接的；如果设置了双网络，那么过程层中的Ａ网络和Ｂ网络对应的光缆应该彼此独立；③减少光缆类型，铠装光缆用12芯或24芯，房间内的尾缆选择4芯或8芯。每根光缆最少要留两芯作为备用。
2.2案例分析
以110-A1-1方案的110kV智能变电站为例子进行分析。变电站根据最终规模设计，使用2×50MVA三绕组有载调压变压器和1×50MVA双绕组有载调压变压器。110kV出线三次，使用桥内布线扩容；35kV出线六次，使用单母线分次接线。这个项目利用集中转接屏优化了光缆的整合。具体配置如下：二次机房设一面168口的光纤配线箱，110kVGIS设备区设立一面132口光纤配线箱，光纤配线架之间用光缆连接。根据相互独立的原则，这两个光纤配线箱之间的光缆整合成11根光缆，传送智能组件中的所有数据信息。二次设备室内110kVGIS智能组件柜设备与光纤配线箱之间使用尾缆连接；35kV、10kV设备与二次设备室设备连接同上。光缆优化整合后，110kV到二次设备室光缆由36根整合为11根；核心变压器智能组件柜到二次设备室光缆由9根整合为3根。由于光缆数量的减少，电缆沟可以改成埋管的方式，因此大大提高了经济效益。
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2.3光缆连接方式优化
智能组件安装在配电装置现场的智能控制柜内部，根据光缆连接起止点不同，将光缆连接分为：GIS智能控制柜至二次保护室，保护室内不同屏柜之间，同一屏柜内二次设备之间。在现有的光缆连接方案中，保护室内不同屏柜之间通常采用预制尾缆连接，同一屏柜内二次设备之间采取光纤跳线连接。对室外配电区（智能控制柜）至二次保护室的连接，根据连接方式的不同可分为光缆熔接和预制光缆两种方式。
第一种方式：预制光缆和原有的光缆熔接相比，预制光缆技术不仅能够降低现场施工的难度、缩小工程建设的时间，还可以增强施工的安全性，保证施工人员的安全，从而提升系统的运行效率。预制光缆是一种能提前预制好连接器的光缆连接技术。和室内尾缆相比，预制光缆有很强的保护功能。在降低现场施工强度、缩小项目建设时间的同时，避免了原熔接操作的诸多风险，使其拥有现场施工的可靠性与安全性，是智能变电站光缆系统以后建设的发展方向。预制光缆可分为单端预制和双端预制２种。单端预制是一端预制，另一端熔接。由于在室外施工比较受环境的影响，熔接有难度，而室内环境优良，熔接比较方便，因此单端预制推荐使用场地端预制，户内熔接的方案。双端预制就是在光缆两端都预制连接器，不在现场熔接。虽然双端预制光缆有很多优点，但由于其长度不能改变，需要在设计的时候对光缆长度进行准确测量。
第二种方式：光缆熔接与光缆预制的应用。使用光缆熔接光纤的接插板不仅会增加材料的使用数量和施工人员的数量，而且还延长了项目建设的时间，使光缆熔接的质量也大打折扣。虽然这样，由于在设计的时候没有出现其它异常情况，因此，这个方案依然是智能变电站的主要建设方式。由于现在我国的预制光缆技术还不够成熟，所以要对其进行不断的完善和改进。同时光纤配线架拿手工熔接的成本是非常高的。因此，使用预制光缆来代替手工熔接会成为未来智能变电站发展的新局面。综上所述，由于预制光缆有很多优点，已经使其逐渐被智能变电站广泛应用，但其现在的技术还不是十分的成熟，依然存在着许多问题，因此要对预制光缆不断进行改进。
2.4对状态监测系统进行配置优化
对于状态监测系统而言，对其实现优化能够更好的保证对一次设备进行实时监测时的效果，对此应该从如下几点实施优化。一方面，将状态监测系统和辅助系统主机实现整合，使其成为一个综合型的服务器，利用安全隔离装置使其和变电站中的自动化系统进行连接，从而能够通过监测系统与可见光及红外线设备的实时连接，利用其拥有的足够灵敏性，实现对设备运行状态进行及时与精准地判定。另一方面，对于主变压器方面的状态监测通常是对其中的油温、油中气体、微水以及铁芯电流等实现监测。DGA作为一项光谱分析技术，能够对多数故障和缺陷加以很好地反映，而且能够进行在线监测，不用对设备进行停电监测，拥有很好的技术和经济价值，超过四成的主变故障均是利用DGA得到及时发现的。通过对各类DGA监测原理进行分析对比，最终推荐选取燃料电池法作为基础原理的DGA监测方法，该监测方法中变压器油温能够对主变过热和绝缘老化等现象进行及时反应，为了使其始终成为重点监测对象，建议在主变压器上、下两端均进行油温监测。此外，对220kV避雷器进行放电次数和全电流方面的监测，通过对经济和技术等方面对比，将原有的阻性电流监测不再进行安装。避雷器方面的状态监测一般对全电流与阻性电流进行监测，其中全电流和避雷器绝缘状况间的联系没有阻性电流好，但是全电流监测能够更为简单的实现，只需在常规检测仪基础上加装通信接口保证具有4～20mA电流输出便可以，而且装置费用仅仅比常规设备提高6千元左右。
结束语：智能变电站建设作为我国现代化建设的重点项目，是智能电网建设中不可或缺的重要组成部分，对于我国的电力行业发展有着极大的推动作用，随着我国国民经济持续地提升，人民生活水平和工业水平均得到很大改善，致使人们的生活与工业生产对于电力的需求均提出了愈来愈高的要求，从而对电力行业也有着越来越高的要求，由于以上原因，智能变电站实现二次系统优化已经成为非常迫切的工作需求。
参考文献：
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[4]唐宝锋,陈明,林榕,齐晓光,邢琳.智能变电站二次光缆优化设计[J].河北电力技术,2016,35(03):4-6+10.
论文作者:李波 裴兴
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/8