摘要：科学技术一直在快速发展，智能化已经成为了技术创新领域新的趋势，变电站作为电网的重要节点，它的发展有利于电网设备改造的稳步发展。
关键词：智能化变电站；电气二次；设计要点
一、智能变电站的优势
1.1特点
在运行过程中，与以往的变电站相比较，智能化变电站的功能更加多样化和智能化。以前变电站没有的变电站监视、控制和故障录波等功能在智能化变电站中都得到了实现。数字化变电站是一种新型的变电站，它是一种兼顾有继电保护、安全装置和相关监控系统的变电站。对于传统的变电站来说，它们不仅存在着中硬件重复配置使用的缺点，同时由于信息比较独立，无法实现传递，并且成本不低，这些缺点在数字化变电站中都得到了很好的解决。
通过相应的分析我们可以得出智能化变电站的结构是“三层两网”的结构形式。这种结构形式主要是通过三层即站控、间隔和过程层，还有两网即站控层和过程层网络来实现对数字化信息的共享。它的主要优势是：成功的将智能化变电站的信息实现数字化，然后再将数字化信息通过网络来进行传递，从而来实现相关信息的共享。与传统的变电站相比，智能化变电站的特点更加明显，将这些特点总结为以下四个方面。
①在以前的变电站中并没有设置过程层，而智能化变电站则增加了这一设备，也就是智能化变电站通信网络中多了次电气设备，这一改变将智能化变电站数字化技术向前推进了一大步。②网络化在智能化变电站间隔层设备中的成功应用，提高了信息交换的效率。③智能化变电站提高了在监测和诊断两个方面的性能优势，这是由于智能化变电站中加入了很多的智能化设备，比如说电子、传感和执行器等，在这些智能化设备的控制下，保障了系统的正常运行。④除了在智能化变电站间隔层设置了智能终端，同时还将智能终端设置在了一次设备上，并且使用光纤通信将这两个智能终端进行了有效的连接（而以前是通过测控柜电缆连接的）。另外电气回路连接出现在测控装置与智能终端之间。
1.2智能化变电站的优势
与以前的变电站相比，智能化变电站的主要优势就是，智能变电站比传统的变电站多了一个过程层，这一条件的实现，大大促进了变电站的数字化水平的提高。另外，智能化变电站的间隔层能够实现网络化，这一情况实现了信息交换，大大提高了信息的交换率。
二、传统二次系统和智能化二次系统的差异
2.1二次回路不同
常规站的二次回路是一张电缆网：所有的信息传递和交互动作均通过二次电缆进行。缺点：需要大量接点，系统接线复杂。优点：设备间的互通关系明确，便于查找故障。
智能站的二次回路是一个通信网络：全站信息转化为虚拟数字的形式，并以IEC61850规约为基准进行交互。缺点：信号的输入输出关系与通信网络接线不对应，增加设计难度。优点：节省电缆，简化施工。
2.2二次系统的逻辑结构不同
常规站采用“两层”结构，即“站控层”和“间隔层”。而智能站增加一个“过程层”，且对原先的“间隔层”的通信方式也有所改动。
缘由：智能站要采集整站的全景数据并实现交互共享，若按常规站配置，一则信息传输容量和速率达不到要求，另外也和建立一体化信息平台相冲突。
2.3一次、二次的分界面不同
在常规站中，一次设备和二次设备的划分非常明确，不同类别的设备运行于不同的电磁环境中。而在智能站中，为了传递数字量的需要，原本属于二次设备范畴的保护、测控、计量等单元渐渐和智能一次设备相结合，使得二次设计时需要考虑更多的安全因素。
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2.4设计内容的不同
和常规站相比，智能站没有繁杂的端子排图，但增加了以下内容：全站网络图、VLAN划分、IP配置、虚端子设计、虚端子二次接线图、同步系统图等。
三、智能化变电站电气二次设计要点
3.1智能化变电站设备选择要点
一是就智能开关来说，在选择智能开关时，应选择理想的开关或从传统开关基础上发展而来的开关终端模式。与此同时，智能开关可为智能化变电站提供数字化接口，所以智能化水平相对比较高。二是对于传统开关来说，在与智能终端连接过程中，虽可提供数字化接口，但是由于缺少在线监测功能，所以智能化水平较低。在这种情况下，就需要选择投资成本低的智能化装置。三是从电子互感器角度看，有两种装置可供选择：一种是有源电子互感器，另一种是无源性电子式互感器。前者是指带有低功率线圈的电磁式电流互感器，在运行时的特点主要体现为：可实现电源与电子电路之间的匹配，然后通过激光方式，有效解决电源稳定性方面的问题，因此目前得到应用广泛。其建立在光学传感技术基础上实现的电子互感器装置，由于费用比较高，性能的可靠性无法得到保障，因此在目前无法得到广泛应用。
3.2通信规约选择要点
智能化变电站内部的网络结构分为两层：一层是站控层网络，一层是过程层网络。对于不同网络，其通信规约选择是各不相同的。对于站控层网络来说，可选择103通信规约，该通信规约采用传统功能设计形式，缺点是互操作性相当差，针对要求低的、以太网为通信基础的使用，费用同样比较低。而还有一种基于IEC61850网络的通信规约，基于网络通信平台变电站系统面向对象设计，可以说是构建数字化变电站的有效平台，不过该种形式的通信规约建设费用高，实施性好是其主要的优点。对于过程层网络规约，可选择后者，这主要是因为后者采用FT3帧格式，实施性较好，同时具有传输延时固定的优点。而对一些要求高的串口通信，使用插值法实现同步，可靠性相对较高。
此外，通信规约还有另外一种形式，即IEC60044-8通信规约，这种通信规约形式主要面向对象设计，从而构建数字化变电站理想平台，这种通信规约的主要特点：传输延时不固定，无法自同步，可靠性相当差，费用也比较高。
通过上文中的论述，完全可看出，单间隔、无需数据同步的电气二次设备选择第三种通信规约形式比较合适。
3.3典型设计回路问题
在常规性的保护设计中，具有诸多典型的设计方案，但是随着综合化系统、自动化运行系统以及新型一次设备等应用，很多典型设计的回路已经不适应现场实际情况，必须作出相应调整，才能更好地发挥效应。例如，在常规的变压器保护设计过程中，一般以过流保护电流的继电器中常闭接点串入到有载调压的操作回路中。如果变压器发生过流反应，并且过流继电器发生动作，则长闭接点就会断开，此时有载调压回路就不再发生作用，进而实现过流闭锁的有载调压目标。随着各种各样综合化、自动化系统的应用，在微机保护系统中，过流闭锁调压继电器大多以小型继电器为主，还有一些采用集成块式的继电器，而个别接点与常用模式有所区别，主要通过光电隔离器而实现接点作用，但是与常规接点相比，普遍存在断弧容量小的问题，在实际运行过程中也可能烧坏继电器。因此，为了解决这一问题，就必须采用过流闭锁调压设备，将小型的直流接触器启动，然后接触器中常开接点与有载调压操作回路进行串入设计，完成对公共回路的调压闭锁功能。
结语
总而言之，智能变电站二次系统是整个项目的一次升级和改革，只有提升常规化的调设计，才能确保整体系统结构的优化运行，提高变电站建设和运维项目的实效性，技术人员要提升设计的准确度，借助智能化管控软件提升整体系统的运维效果，一定程度上推进智能电网建设项目的可持续发展。
参考文献：
[1]郑光伟，张全胜，牛聚山等.蒲石河抽水蓄能电站电气二次设计[J].水力发电，2012.
[2]王春成，游复生，邓小玉等.贺州变电站串联补偿工程电气二次设计综述[J].陕西电力，2010.
作者简介：
徐凯（1992.07.19），性别：男；籍贯：湖北宜昌；民族：汉；学历：专科；职称：助理工程师；职务：变电设计工程师；研究方向：电气二次
论文作者:徐凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：变电站论文; 规约论文; 智能论文; 回路论文; 设备论文; 通信论文; 接点论文; 《电力设备》2018年第8期论文;