数字化变电站中的电气二次设计探讨

       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要点，并对其进一步研究，从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。

一、数字化变电站概述

       现阶段，国内数字化变电站逐步进入到工程实践阶段。早在2006年，我国首座220kV的数字化变电站就已经投入运行，这为我国在电网建设方面实现了技术上的新突破。建设数字化变电站的核心部分是数字化变电站中的一次设备与二次设备，并要求两者全部为智能化设备。智能化的设备要应具有特殊功能的通信接口，确保与其他设备可以方便地进行控制命令、状态、参数等信息的互相交换。

二、数字变电站的特点

       (一)一次设备智能化

       目前，设备都趋向智能化的方向发展。在变电站中，逐渐涌现出很多先进设备，比如光电式互感器、智能化开关等。由于电缆占据空间大，传输速度慢，数字化变电器的二次回路中不再使用传统的电缆，因此，使用光纤代替电缆，信息传输的载体也由电子变成光子。利用光电数字替换原来的强电模拟信号，完成数据之间的转换，使效率大大提升。

       (二)二次设备网络化

       在变电站中，比较常见的二次设备包括继电保护设备、测量控制设备、电压控制设备等。在数字化变电站中，将网络技术应用于二次设备中，能够有效实现数据源的高速传递，实现资源共享。

       (三)运行管理系统自动化

       变电站的运行管理系统在进行数据的记录与分析上，一般都是利用自动化网络技术进行记录，而不会用到纸张进行记录，在设备出现故障时，管理系统可以及时对故障问题进行分析，形成故障分析报告，并采取有效的故障处理措施，然后提供有效的数据记录。利用自动化的管理系统，不需要进行定期检修，而是进行状态检修，且可以自动发送检修的报告评估数据，使得劳动力得以有效分配。

三、数字化变电站电气二次设计

       (一)继电保护模式设计

       变电站如果要维持正常运行，必须安装继电保护器，对变电站元件以及系统进行保护。继电保护器构成核心性的变电设备，因此，需要优化继电保护设计。从本质上讲，对于监控系统有必要设置独立的继电保护，继电保护器与系统监控应当保持彼此独立的状态。经过上述改进，即便自动化变电站突然出现故障，系统内设的保护单元仍可以持续运行。从现状来看，保护测控装置应当涉及电容器、接地变压器与电路等构件，针对关键构件都要配置多层次的电气保护。在测控装置的辅助下，系统应当能获得实时性的电压信息以及电流信息。同时，CPU设有特定的逻辑模块，据此可以诊断各个隔层的性能是否完整。经过优化处理之后，各种类型的电气设备都要进行相应的配置，对此设计了相对严格的配置要求。

       (二)增加防误闭锁设计

       在数字变电站电气设计过程中，必须考虑电气安全问题。在进行电气二次设计过程中，不仅需要保证设计方案的专业性和合理性，还应该针对生产事故问题制定完善的预防处理方案，保证电力系统安全运行。由此可见，在进行数字变电站电气二次设计过程中，必须对安全防误装置进行科学合理的安装，使其与电力系统设计施工运行保持一致。在变电站的自动化运行中设置防误闭锁，基本宗旨在于防止高压设备突然出现误操作的现象。从现状来看，防误闭锁可以划分为电气型与微机型的两种类型。在电气连锁的操控下，能优化各个电气回路，借助防误闭锁的相关设备来完成上述的优化处理，然而难点在于：设计人员有必要在整个系统中连接多条二次电缆，因此也突显了较大的操作难度。

       (三)光纤纵差保护设计

       光纤纵差保护的原理是通过应用光纤两侧的电气量，促进数字信号的转换，从而实现光纤通讯。光纤纵差保护电力线缆的长度比较大，与一般差动保护相比不会造成回路负载的问题，应用优势明显。另外，光纤的放电能力和防雷能力比较好，信息传输距离比较大，信息量也比较丰富。但是，需要注意的是，当光纤与继电保护设备建立通信连接后会受到盲区的影响，造成光纤通信自愈切换所需时间比较长。为了妥善解决这一问题，在进行光纤纵差保护设计的过程中，需要综合考虑通信机房与继电保护设备之间的连接和保护问题。

       (四)智能设备设计

       数字变电站智能设备是由很多设备所组成的，包括二次设备、智能开关、互感器等。因此，在进行电气二次设计过程中，需要优化上述设备的选择和设计工作。需要注意的是，在进行二次设备选择时，应提升二次设备网络化水平。比如，在互感器选择方面应该尽量选择电子式互感器，在开关设备选择方面选择智能开关结构。

       (五)网络结构设计

       在进行数字变电站网络结构设计方面，需要注意网络结构是由3个层次所组成的：(1)站控层。其结构形式一般为星型以太网，其作用是对监控层和过程层进行管理，保证良好的通信条件。(2)间隔层。其主要作用是监控管理，通过应用GOOSE协议、点对点技术，保证信息互换。(3)过程层。其是由互感器、终端设备等组成。

       (六)合闸与跳闸设计

       数字化变电站的宗旨就在于维持系统正常运行，在运行控制的前提下，针对系统中的断路器、接地开关与隔离开关都要予以实时性的控制。变电站系统经过自动化改进，就能优化整个二次回路。由此可见，二次设计的核心与关键应当落实于跳闸控制与合闸控制。在特定的时间段，数字化变电站就可以发出对弱电的合闸信号或者跳闸信号，电平转换应当适用于强电回路与调合闸线圈。在具体处理时，应当借助远程操控的措施来配置断路器。同时，对于操作箱也要予以自动化的操控处理。

四、结束语

       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。