摘要：从当今变电站的发展趋势上可以看出，数字化变电站必将成为当今发电站技术发展的主流。然后，面对当下我国数字化变电站绝大多数只是运用在110kV及以上的变电站之中，而用于35kV之中的数量更是凤毛麟角，于此同时，即使在使用中的35kV变电站也面临着许多数字化、智能化方面的升级和改造问题。本文针对这一本文首先对数字化变电站做出详细的论述，其次，根据IEC61850技术国际标准，提出并设计出一个35kV的数字变电站模型，并设想在以通过过程总线和变电站总线结合的方式为重要指导方法，从而实现以光纤冗余环网构建了数字化变电站，最终论述数字化变电站设计中的种种关键设备的主要配置和方案筛选方案。
关键词：电气设备；数字化；变电站
随着当今技术的飞速发展，数字化变电站技术在我国得到了相对较广泛的应用，然而其技术上的缺陷与局限性也是显而易见的。此外，当今电力系统内部构造日趋复杂化，电压也随之大幅升高，这就必然导致对电力系统的承载运行能力的要求大幅提升。当前技术更新换代日新月新，如智能电气设备技术、数字式互感器技术的日趋完善，高级计算机和网络在变电站中的交叉运用等。这些技术的发展使数字化变电技术必然成为未来发展的重要方向之一。
一、数字化变电站的关键技术
毋庸置疑，IEC61850通信技术规范是数字化变电站得以建立的技术基础，其由若干重要部分组成，主要有智能开关、电子互感器等智能一次设备，此外还有以网络为控制方式的二次设备综合构筑而成。其目标是实现数字化变电站内部的相互关联操作和信息共享的综合性现代变电站。
1.1IEC61850的标准就概念
简单来说，功能建模、数据建模、通信协议、自动化系统工程和一致性测四个方面是围绕在IEC标准主要组成部分。并通过这几项关键技术从而使数字化变电站的功能模型、数据模、通信服务等。其中自动化系统工程和一致性测试，确立了以XML为基础的结构化语言，并且明确了IED结构化数据和自动化系统的拓扑，而Part10确立了IEC61850标准一致性，这就为互操作性提供了技术支持。
1.2智能化设备
简单说来，智能开关设备就是指具备高性能的开关控制设备，其主要构成部分为传感器和执行器等电子设备，其不仅有开关功能，还具有信息的共享和检测等功能。而把IEC应用在变电站内通信工程上，为的是高效、便捷地利用网络通信先进技术条件，致力于实现关于二次设备的信息互享、互操、灵活配置的目的。
就目前专业领域内对电子式传感器的分类主要为两个主要类别，即有源电子式互感器、无源电子式互感器。前者主要是靠电容分压器感应被测量电压，低输出铁芯线圈和Rogowski空芯线圈感应被测量的电流感应，在远程传输中，是将电子模拟的信号转化为数字信号，而终极再通过光纤完成对信号的传递。无源电子式互感器则分别靠磁光和电光效应和来诱导被测电流信号和被测电压信息，并最终将信号通过光纤的形式进行传达。
二、系统设计方案
2.1变电站的IED配置和主接线
在本数字化变电站的设计中，以现有的35kV变电站为基础，将35kV单个母线分为若干段，两个进线路为一个主一个备；一条进线装配一台35kV直配变，同时需要添加有载调压变压器两台，一种作为一种备用的电源；有两台属于集中无功补偿部分，分别连接在10kV的两条母线上；而10kV单母线分为若干段，每一段母线各出六路线。
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在这个变电站设计中，将保护、测控设计融为一身，两条可以起到保护变压器高、低压侧提供过流。在测控功能上，二次和五次谐波和差动以及制动电流等测量值，同时也具有故障记录波、数据记录等多种功能。两条母线进线需要配置一台线路以便于速断和线路差动保护，让过流完整输入，最终起到保护装置的作用。两个屏分别设在两台主变器上面，两个母联和进线保护一个屏。在本文所论述的模型当中，35kV电气主接线主要存在两种配置方法，即组屏方式安装模式分散安装模式。归纳考虑各种技术利弊等因素，本方案采纳的是前一种模式，这就要求两段母线只要再有两个多馈线保护装置即可起到掩护这两套各组的两个屏。
2.2变电站层网络过程层网络
间隔层之间的通信是变电站站网络面对的主要处理任务，与此同时还要和人机工作站等交换信息，而且还需要和各级调度信息互换。但是，由于间隔层IED数量十分巨大，数据承载量也就随之加大，所以其就有网络拥堵的弊端，为了克服这一不利现象，变电站网络就需要采用千兆双光纤交换式以太环网络结构，才能保证通信的质量和准确度。
保护、测控以及电子式互感器之间的采样值传输过程通常会产生巨大的数据流，而这一过程需要有较高的准确性和及时性的要求。过程层组网一般遵循四种不同的组成规则，即为面向间隔、位置、单一总线功能原则。值得一提的是，面向间隔组网的方式非常便于后期的维护，此外其互操作性和互换性可以直接在间隔层面实现或在IED层面实现。
三、电气设备设备配置
3.1电流与电压互感器
电子式互感器主要分为有源和无源两种，但是有源互感器原理简单，实用性及时性准确性较好，受到大多数电力设备公司的青睐。在当前的技术环境下，35kV变电站的互感器主要以选用有源互感器为主。
3.2交换机
过程层通信中的重要网络部件之一就是以太网交换机，总所周知，过程层通信总是处在一种强烈的电磁环境之下，同时其对采样值和及时性的高要求，在本次设计方案中选择的是以工业以太网络交换机。这种交换机能满足变电站环境对设备的要求，其本身很坚固，可调试性强，并伴有冗余电源供电，此外还具有相对牢固耐用的DB-9结构和M-12接口，并且可以抵抗强震动、耐腐蚀、耐干扰等优越性能在设备网络的准确性上必然会得到大大提升。
四、结语
经过上文分析，在以后的数字化变电站的成长与厘革中，变电站自动化发展的方向在相当一段时期内是不会改变的。本文则通过对与数字化变电站领域相关的关键技术以及各种装备作了的简要论述，同时以IEC61850标准进而设计了35kV数字化变电站模型。其中变电站网络，IED、系统主接线和电气设备的几种主要配置等。就当前的数字化变电站技术水平和实际技术运用上来说，数字化变电站的发展与建设绝非旦夕之能够完成的跨越，而是需要一个相对较长的建设与不断地完善期，在数字化的发展前期，先从部分到整体再到综合的方式不失为一种可行的道路。
参考文献
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论文作者:赵书钢
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/19
标签：变电站论文; 互感器论文; 母线论文; 技术论文; 网络论文; 无源论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第26期论文;