数字化变电站电气二次设计

许爽++蔡文婵

摘 要：所謂的数字化变电站指的是对变电站信息输出、信息处理以及信息收集过程中利用数字化设备和技术，进而实现变电站的数字化运行。该文所研究的电气二次设计针对的是主线路一次设备实施的一次设备检测设计、设备参数测量设计和控制电路设计。因此，应当充分发挥电气二次设计的优势作用，建立完善的数字化变电站监控系统。

关键词：数字化变电站 二次设计 监控系统

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（c）-0008-02

要想在数字化变电站监控之中切实发挥出电气二次设计的作用，就必须清楚的了解、掌握数字化变电站二次设计的步骤，并对其进一步研究，从而更好地掌握网络结构与端子排图设计，正确的选择智能设备，进而为确保数字化变电站的稳定运行，提升数字化变电站运行质量奠定坚实的基础。

1 数字化变电站

随着自动化、智能一次设备技术、电子式互感器技术和数字化变电站运行操作技术的逐步升级，现代化技术的快速融合，这类技术已经逐步走向成熟，计算机网络应用技术的发展极大地推动了数字化变电站系统建设，给我国电网系统建设提供了新的发展契机。我国数字化变电站建设至今已经取得了一定的成绩，进入到了工程实践阶段。我国第一座数字化变电站于2006年杜尔伯特草原投入正式运营，它实现了我国电网技术上的优化和精细化突破。通过数字化变电站的建设极大地提升了我国电网的现代化技术应用水平、增强了输配电和电网调度能力，同时数字化变电站也有效地降低变电站建设成本。

当今时代是一个信息、技术高速发达的社会，想要在不同领域取得良好的成绩，必须要充分利用现代化科学技术优势，而数字化变电站就是利用数字化设备和技术进行信息收集、传输、处理和输出的操作，完成了变电站的数字化运行。总的来讲，数字化变电站具有以下几点特征：拥有网路化通信、智能化设备、自动化运行管理和统一化通信协议和模型。建设数字化变电站的重要基础，就是将一次设备、二次设备完全转化为智能设备，并且同其他设备交换控制命令，做好信息接口的处理工作。必须要时刻保持好智能化设备运行状态，维护智能化设备自身健康，现用的设备均具有自我在线检测能力，能够及时进行自身健康装填检测，并将检测信息及时反馈给设备，由系统进行综合的健康状态判断，采取适当的处理。

2 电气二次设计

明确电气二次设计的对象是做好电气二次设备工作的关键所在。一般来讲，电气二次设计对象主要包括：直流电源系统、工业电视系统、变电站计算机监控系统、自动化工程安全监测系统以及元件继电保护等。同时，还要对电气二次设计过程可能遇见的问题进行综合的归纳和总结。常见的电气二次设计问题有：继电保护问题、电气安全问题、光纤纵差保护问题等。下面就这几点电气二次设计问题进行简要论述。

继电保护问题，是指对元件及系统进行的继电保护。其中，对元件进行的继电保护主要是指对变压器的继电保护，也就是要对变电站变压器、变压器组、发动机所实施的保护。而对系统的继电保护则主要是指将系统之中无法正常运行的故障元件予以切除。继电保护运行过程中保护装置拒动问题较为常见，采取双重化配置可以有效解决这一问题，但是一旦采用这保护装置，那么在应用时就必须将相关电源全部切断，所以在实际的运行过程中都必须给每一套保护装置配备独立的交流电压和电流回路，以确保各套保护装置运行停止时，不会受其他装置影响也不对其他装置产生影响。

电气安全问题，也是电气设计中必要考虑的问题，电气二次设计不仅要确保设计专业化，同时还要做好重大生产事故的预防工作，确保电力系统的安全生产。所以，在数字化变电站的电气二次设计时，安全防误装置的安装是十分必要的，需要注意的是该装置的安装与电力系统的设计、施工、投入运行必须保持一致，也只有如此，才能够确保该装置全程参与到电力系统运行之中。

实施光纤纵差保护，主要依靠的两侧的电气量转换数字信号，而实现的光纤双侧通讯，从而达到两侧电气量差动比较保护。光纤纵差保护回路线缆可以较长，相对于一般差动保护而言具有一定的优势，且不会引发较大的回路负载问题。同时，光纤还具备着较强的防电、防雷能力，信息的传输距离较长，传输的信息量也较大。但受到继电保护系统同通信系统连接上所存在的设计盲区影响，至今尚未形成一个有效的继电保护与通信系统的整体低阻抗二次系统平面，造成了光纤纵差保护通道告警自愈切换时间过长，想要解决这一问题，就必须要在设计时考虑到通信机房与继电保护室之间接地铜排的铺设，采用外屏蔽层加强通信机房之间的连接保护。

3 数字化变电站电气二次设计

可以说在变电站监控系统中电气二次设备不仅占据着十分重要的地位，也同样起着十分重要的作用。一般情况下，数字化变电站电气二次设计的基础步骤，主要包括以下几点。

智能设备其是由二次设备、电子式互感器、智能开关共同组成的。因此，要想做好电气二次设计，就必须做好二次设备、电子式互感器、智能开关的选择工作。一般来讲，在选择二次设备的时候，应该确保所选择的二次设备能够网络化；在电子式互感器的选择上，目前我国多使用电子式互感器；在智能开关的选择上，我国的数字化变电站多数采用的都是智能终端与传统开关相互组合的智能开关结构。也有极少数采用理想智能开关模式，这是因为理想智能开关的造价是十分高昂的。

在网络结构设计上，其主要可以分为三个层次，站控层、间隔层、过程层。站控层的网络结构多为星型以太网，而设计站控层的根本目的，主要是为了管理监控层与过程层，使网络结构能够与调度中心始终保持良好的通信状态。设计间隔层的根本目的，主要是为了实施监控，因此，间隔层的测控设备主要采取GOOSE协议、点对点技术，以此来实现信息的有效互换。过程层则主要由智能终端、电子式互感器、合并单位共同组成。

在电气装置的二次设计上，其主要包括对保护装置、监控装置、智能装置的电气二次设计。

在组屏方案设计上，其重点就在于不同电压等级的只能装置、合并单元单独组屏。

在端子排图设计上，如何防治电线电缆老化时期最值得注意的问题，这是因为在端子排图设计过程中势必会运用到光线电缆。同时，在端子排图设计过程中还必须将那些不必要的端子排连接设计进行取消，进一步简化冗余的控制回路，从而减少电力事故发生的可能性。

4 结语

总而言之，数字化变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解数字化变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥数字化技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。

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