(大理电力设计院有限责任公司 云南大理 671000)
摘要：在电力系统中，变电站是重要的组成部分，且伴随电力系统数字化的深入发展，变电站内部也逐渐形成了数字化应用的结构，很大程度上提升了变电站运行的自动化程度，确保电力系统供电的质量。笔者结合自身多年的变电站工作经验，探讨有关数字化变电站的运行内容，系统分析变电站电气二次设计，以供参考。
关键词：数字化;变电站;二次设计
在电力系统中，变电站是其中重要的组成部分，而数字化的应用也成为其未来发展的方向之一。众所周知，数字化在变电站中的应用，能够保障变电站收集信息、传输信息与处理信息，而数字化的设备与技术保障了这些流程的数字化运行，大大提高了运行质量与效率。而二次设计占据着数字化电气设计的重要内容，本文对此进行探讨，分析数字化变电站电气的二次设计。
1数字化变电站概述
随着我国经济与科技的高速发展，我国数字化变电站在各种技术中取得了实质性的突破，如仿真技术、综合自动化技术、电子式互感器技术等等，这些技术的发展也为我国数字化变电站设计建设及发展打下技术性基础。而在计算机网络方面，高新技术也取得了较大程度的突破，这又为我国变电站的数字化发展带来了更大的契机。数字化变电站在运行中需要对其信息进行收集、传输以及处理，最终输出信息，渗入了数字化技术与设备的使用以后，这一流程与功能的实现将更为高效[1]。与传统的变电站相比，数字化变电站展现了较大的优势，比如智能化设备的补充、通信协议以及模型的统一、通信确保了网络化、运行管理工作也确保了自动化。
在数字化变电站运行过程中，其基础的组成包括了一次设备与二次设备智能化，而拥有智能化功能的设备能够实现相互之间命令及状态的交换与控制，同时本身的自我检测能力更具备了较高的性能，对自身的运行状态、数据信息的传输处理等功能有极速检测以及自动化作用，处理数据信息以后，还能对设备运行过程中是否面临维修问题进行准确的判断。
2数字化变电站电气二次设计中的注意事项分析
2.1线路保护
线路的保护由三部分组成，分别是分相电流差动保护、过流保护以及距离保护。分相电流差动保护会出现误动的情况，其原因主要是电磁式互感器存在的饱和状态，但在电子式的互感器中，又具备了一定的非饱和特征，因此就直接将以上问题解决。距离保护则是保证电流非周期分量的功能，通常情况下，电磁互感器不能本质上去改变非周期分量，于是使得测距的误差越来越大，针对这一情况的解决，比较常用的方式是加大数据窗，但这种常规方式又同时会降低距离保护的速度，形成了新的问题。而电子式互感器则能够通过对微分方程原理阻抗算法算段数据窗的充分利用，达到提高距离保护速度的目的，于是成功解决上述问题[2]。众所周知，电磁式互感器一旦出现了饱和的状态，那么就会对反时过流保护在动作操作上与时间控制上都产生较大的影响，延长了动作保护时间，而由于受到相角精准度的影响，在电磁式互感器出现饱和的情况下，还难以保证相角得到更为准确的定位，这也就是二次电流畸变的情况。在数字化技术的应用下，这一难题也得到了很好的解决，选择无饱和与特性相似的不同常规互感器交换并应用数字化技术功能即可。
2.2数字化低周保护
数字化应用下的低周保护与传统应用相比有着巨大的优势，而最为重要的区别与优势还在于数字化低周保护不用信号电缆，它是通过在单元位置就可以接受到母线电压，同时精准计算出对应的频率，于是通过报文的方法输出是否出现跳闸等命令。如果是10kV间隔设置自动投退的低周压板，那么就要密切地参考其对应的调度值，并提早对某一个出口跳闸投退进行设置，从而更好地发挥其本身的应用与功能[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3母差保护
对于母差保护数字化设计，在进行的过程中通过对母差子站模拟信号的转化，确保数字信号的应用。母差保护是对已经具有的母差保护改变成为主站与子站两个部分的新的母差保护，但要确保间隔数字化设计完成，就必须逐一地将电流与电压各个单元与母差保护的主站相联，随后进行GOOSE的输入，从而达到连接网络的目的。
2.4电气安全
进行数字化变电站电气二次设计，既要确保整个设计工作的专业科学性，同时还要预防各种影响安全的事故发生，保障供电企业得以稳定地运行。所以电气二次设计工作，必须采用安全防误装置，且将其与变电站系统进行同时的施工，同时投入运行，才能实现其应有的防护功能。
3数字化变电站电气二次设计
3.1选用智能设备
数字化变电站电气智能设备包含了电子式互感器、二次设备以及智能开关等，在众多的对象中只有二次设备具有一定的选择性特性，且必须采用网络化设备。另外，如电子式互感器则包括了两种方案，无源电子式互感器和有源电子式互感器。在当前现代化技术发展阶段，我国很多变电站设计均采用有源电子式互感器。再比如智能开关，我国较多的变电站当前使用的是智能终端，并配合过去传统的开关相组合结合使用。
3.2通信规约
数字化变电站网络层也由两个部分组成，分别是站控层与过程层，前者包括了两种通信规约方法，如103规约和IEC61850通信规约，后者则只有IEC60044-8通信规约。在这些类别的通信规约中，103规约是过去传统中大量使用的服务方式，而在当前的变电站站控层网络中普遍采用IEC61850通信规约。如果是数字化变电站，大多也采用IEC61850通信规约，也有的将两者之间组合应用。
3.3设计组屏方案
数字化变电站的组屏方案设计和过去传统的相比有着较大的区别，在功能上看，数字化变电站组屏方案更齐全，操作便捷，而且针对不同电压一体化装置，还可以通过不同组屏的方式进行处理，再整合而实现目的。在进行设计组屏方案时，工作人员需要连接变电站的监控主机、远动主机以及工程师站等多个电气设备装置，同时要将所有的操作固定在主控室中进行，如果是针对一些没有智能化的电气设备进行动作，那么要求单独组屏。
3.4设计原理图
数字化变电站的设计采用有智能终端功能的开关，对其进行控制需要通过光缆来传递，如跳闸命令的发出也由光缆智能终端传送而完成，也就是实现了命令的数字化操作。传输的信息数据才经过一次设备进行处理以后，转而传向了二次设备，二次设备通过控制处理后再传送到智能终端，这个传递过程完成了信息采集、信息传输以及信息输出的功能，这也是数字化的表现。
3.5设计网络结构
数字化变电站系统的电压控制范围为35kV~500kV，具体的网络结构设计需要与IEC1850结合完成，设计部分包括过程层、间隔层与站控层，三者之间均需IEC1850方式进行信息的传递与交换，传递媒介为太网，而不同设备与间隔层通过通信协议进行信息交换，这就大大增强了间隔空间出现闭锁的几率，对这些应用设备而言只需要进行转换就能连接数字化系统。
4结束语
综上所述，数字化变电站电气二次设备的应用需要结合数字化变电站运行的实际情况，选择合理的智能化设备与通信规约，对其网络结构、组屏方案等也要进行专业化设计，才能提高整体运行的质量，才能全面提高电力系统运行的稳定性。
参考文献
[1]陈绍永.关于数字化变电站中电气二次设计的分析[J].能源环境,2012,13(232):154.
[2]罗水生.浅谈数字化变电站的电气二次设计[J].中国新技术新产品,2013,11(06):139.
[3]何小茹.数字化变电站电气二次设计研究[J].电力电子,2014,
12(09):242.
论文作者:李学纯
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/11/30
标签：变电站论文; 互感器论文; 规约论文; 设备论文; 电气论文; 通信论文; 功能论文; 《电力设备》2016年第18期论文;