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摘要：智能变电站是智能电网的重要环节，其建设将对变电站的设计、管理、检测和运行维护带来巨大变革。设计智能变电站二次系统，并加强系统的工程应用，能够使变电站系统运行的稳定性和安全性得到提高，进而促进我国经济的健康发展。智能变电站二次系统设计的相关问题主要包括系统结构，过程层网络，保护配置，母差保护，电子互感器等，本文主要分析了智能变电站二次系统设计要点。
关键词：智能；变电站；二次系统；设计
智能变电站是统一坚强智能电网的重要基础和支撑，是智能电网数据的采集源头和命令执行单元。作为我国智能电网的重要支撑点，智能变电站的建设和设计具有十分重要的现实意义，其关系到智能电网总体目标的实现。因此，分析和探究智能变电站二次系统设计的相关问题，将对我国建设智能变电站和保持其健康运转具有重要的作用。
1智能变电站二次系统结构及特点
从系统结构上来看，智能变电站二次系统由检测与监控设备、数据运行计算设备、电流电压波动数据录波设备、自动化智能运行设备、智能化管理与终端调试设备等部分构成。其中任何一个设备出现问题，将导致系统正常运行受到影响，继而导致智能变电站系统可靠性降低。目前，使用光电互感器进行二次系统设计，可实现电力信息共享，并使二次系统得到有效补充。因此，现阶段变电站二次系统设计都以智能化为核心，从而使系统产生了一些固有特点。
首先，二次系统设备均利用数字化采集和整理完成数据分析，可通过动态管理实现所有高进度和高密度信息的管理。其次，智能变电站二次系统设备将在网络控制下运行，以至于一次系统调节控制模式被数字化系统所取代。实施网络管理模式，则使变电站整体效益得到提高，并使变电站建设在安全系数和成本投入方面得到改善。最后，智能变电站二次系统具有信息共享优势，能够实现对所有信息的互换操作，并可实现系统操作难度的有效控制，因此能使变电站系统运行更加规范和标准，从而为其带来更多的经济效益。
2智能变电站二次系统设计的相关问题分析
2.1系统结构
基于当前技术条件下，三层设备两级网络结构是我国智能变电站主要采用的结构模式，该结构符合我国相关规范要求。通过MMS网络能够实现站控层和间隔层之间的连接；通过GOOSE网络能够实现间隔层设备之间的连接；而通过SV、GOOSE网络则能够实现过程层设备与间隔层设备之间的连接。
2.2过程层网络
我国很多变电站在过程层网络配置上都存在很大差异，而且与相关规范也存在差异。例如对110kV大侣变电站和500kV芝堰变电站保护跳合闸的规范要求是单间隔直接跳合闸，但是这两个变电站实际上都是采用网络跳合闸方式。另外，光纤点对点方式是主变保护跳合闸的规范要求。虽然网络跳合闸方式能够充分利用网络共享的优势，实现接线的简化。但是这种模式存在很大风险，网络的可靠性能够决定保护性能的实现，从而增强了网络延时的不确定性，严重影响了过程层网络的保护性能。我国智能变电站根据相关规定和要求，其GOOSE网络和SV网络必须是相互完全独立的，保护装置应采用直接采样，直接跳闸方式。
2.3保护配置
根据实际情况，不同的变电站应采用不同的保护配置。例如110kV大侶变电站为了给220kV变电站的保护SV提供运行经验，其采用了双重化配置的方式。而主保护、后备保护分开配置的模式则适合一些小型的变电站，如110kV王村变电站就是采用这种配置模式。虽然这两种保护配置都符合相关规范要求，但是双重化配置模式具有一定的缺陷，因为当断路器只有一个跳闸线圈时，就会使网络更加复杂。因此对于110kV智能变电站来说，应当采用110kV线路保护单套配置。
2.4母差保护
根据相关规范，我国变电站设备厂家大部分都在进行母差保护的直采和直跳装置开发。例如深圳南瑞公司正在进行直采直跳集中式和分布式母差保护装置的研究，四方公司则在进行直采直跳集中式装置研发。其中集中式母差保护装置最多能够接入24个间隔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与集中式相比，分布式装置的动作速度较慢，因此智能变电站宜采用集中式母差保护。
2.5电子互感器
根据相关规范要求，保护测控一体化装置在66kV及以下的变电站都应当就地安装于开关柜内，同时这种情况下不应使用电子式互感器，因为电子式互感器的采用并不能节省电缆，反而提升了工程造价。
3智能变电站二次系统设计
3.1虚端子
在智能变电站的二次系统设计中，工作人员要注意各保护装置之间的信息传输以及分合闸出口间的传输过程，及时记录网络传输的数据信息，这些数字信息可以在一根光缆中进行传输，无需应用传统的端子。但是二次系统回路的相关原理并没有因为网络传输而产生变化，对于智能变电站中的应用装置来讲，SV输入信号与GOOSE之间的端子存在一定对应关系，这些装置都具有其所涵盖的ICD文件，所以在SV信号进行传输低，应按照常规政治的模拟来那个将端子排输入；GOOSE输出信号与开关量输出端子存在对应关系；GOOSE输入信号与开关量输入端子，为了维持更加深入的理解和应用SV信号和GOOSE，所以将这些信号称之为虚端子。
虚端子能够一对多，但是不能进行多对一，一个开出信号能够提供给多个IED设备进行应用，但是开入信号却无法完成串联，智能一对一进行传输，十端子则正好相反。例如子啊220kV的线路间隔中，开入短路器位置应考虑两套线路的保护与线路测控装置，在常规设计中，每种装置都需要懂就地开关机构中，选取辅助阶段，然后将智能变电站设计中的一会位置信号传入智能终端中，各个装置中都能够通过网络上的位置确定该位置信号，对接线过程进行简化，实现一对多的信心传输。
虚端子无法对常规变电站汇总可见断开点进行设置，其中的保护装置都是通过在硬压板的出口处进行设置，从而保证保护功能的使用，回路整体可以拥有明显的断开点。在回路进行虚拟化之后，目前很过继电保护厂商，最长使用的做法进行通过GOOSE出口软压板设置，确保信息能够正常从发送方大搜接受方，从逻辑上保证接受方和发送方在隔离基础上的传输。
3.2设计流程
根据智能变电站的二次系统设计特点，采用SV和GOOSE数据流向图以及装置物理连接图，对变电站的额二次回路设计进行完善，并通过全站的虚端子连接表在设计中不断优化。变电站的二次设计图纸，应按照设备电压等级和配电装置和间隔划分内容，进行如下设计：
下一步是绘制装置物理连接图及全站光缆清册。装置物理连接图反映了设备间光缆连接情况，可以清晰的表达各二次装置光口之间的物理连接关系，全站光缆清册，可以体现出全站光缆的接线方式，直接用于指导现场光缆溶接。
首先要根据设计图纸确定二次系统设计技术方案，明确该过程二次设备的订货情况，并各个电压等级的SV数据流程图和GOOSE流程图表进行绘制。这个过程与常规变电站有一定类似之处，其电流、电压回路和控制信号回路以及保护回路图可以得到良好的应用。变电站设备之间电流与电压数据六的连接方式，能够通过SV数据流图进行标示，上传信号。断路器和隔离开关控制和各保护间的联系，可以通过GOOSE数据流程来进行完善。
然后是全站虚端子的连接，二次设备厂商在绘制外部物理接口示意图的同时提供相应Excel表格形式的装置输入/输出虚端子定义。设计人员根据这种定义情况，结合相关原理设计GOOSE和SV之间的连接，然后将虚端子的绘制表格，发送给全站系统集成商，形成系统设计的SCD文件，最后完成整个二次系统回路设计。
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论文作者:李嵘
论文发表刊物:《云南电业》2019年3期
论文发表时间:2019/9/25
标签：变电站论文; 智能论文; 系统论文; 端子论文; 设备论文; 网络论文; 装置论文; 《云南电业》2019年3期论文;