宁夏送变电工程公司 宁夏回族自治区银川市 750001
摘要：数字化变电站技术在一次安装中的应用是一个系统工程，要实现全部数字化变电站技术的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，在不太运的将来数字化的变电站技术系统，将有一个蓬勃的发展期。本文介绍了数字化变电站内涵，分析了数字化变电站技术在一次安装中的问题，谈了数字化变电站一次安装的结构特点。
关键词：数字化；变电站技术；一次安装
数字化变电站一次安装被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
一、数字化变电站内涵
通过目前我国学术界对数字化变电站的学术研究成果进行综合分析和总体考量，将数字化变电站定义为，在光电设备制造技术和发展的基础上，通过对光纤信息技术、计算机技术、网络技术和电气制造技术等先进技术的综合运用，以国际通信标准IEC61850 为建立标准，所建立的1 个新型的变电站综合自动化系统，是数字化电网的1 个单元，为电网提供了1 个更加开放、统一平台。满足不同类型监测、保护、控制与调节设备的集成和交互。通过一次设备智能化、二次设备网络化，实现了电力生产运行数据、状态记录统计无纸化、自动化，管理现代化，变电站能通过网络系统进行海量数据分析，并从专家系统提供设备检修方案和作业指导。
二、数字化变电站的技术应用和开发特点
1.一次设备的智能化。一次信号回路和被控制的操作驱动回路可以用于微处理器和光电技术设计的设备检测。此种检测方式有利于对原有复杂的常规机电式继电器及控制回路的具体结构加以检测，与此同时开始使用数字程控器及数字公共信号网络对传统的导线连接予以取代。编程控制器可对变电站二次回路中常规的继电器和其逻辑回路加以替代，一般通过光纤和光电数字对强电模拟信号和控制电缆来加以更换。
2.自动运行的管理系统。电力生产人性化的状态记录和电力生产数据自动化的运行方式这两个方面充分的体现了数字化变电站运管系统的先进性。该系统对变电站运行过程中所出现的各种问题，都可以迅速的给出问题分析报告，找到问题的起因，并提出解决办法。待问题解决后，系统还会对变电站具体设备的检修状况给出报告。数字化通信是变电站内一次电气设备与二次电子装置连接中最为有效的通信平台，该平台上智能装置相互操作的可行性是以变电站的全部数据建模及数据通信平系统相统一为前提的。全数字化通信管理也可以在一、二次设备之间建立有效的联系，如果短期内增加变电站内的智能装置数量，为了实现互操作性所以一定要采用统一的数据建模及数据通信平台。“资源节约型、环境友好型”这一充满时代气息的理念是数字化变电站建设的基本理念。数字化变电站的建立对充分合理利用资源、提高变电系统自动化程度、降低变电运行管理成本、节约土地使用面积和简化变电设备，综合发挥设备功能，最终对提高变电站运行效率等诸多方面都有着极其重要的现实意义。
三、数字化变电站技术在一次安装中的问题
1.后台监控机。目前，关于在县级变电站技术系统或是小型变电站是否设置后台监控机有两种观点：一种是设置后台监控机，一种是不设置后台监控机，前一种观点是认为当前变电站仍然是有人值班或少人值班，设置后台监控机便于现场监控和管理，便于监控保护系统的安装和调试，便于保护定值的试验、调整和事故记录的查询等；后一种观点是认为变电站将最终变成无人值班形式，故无需设置后台监控机，实际上，由于一次设备状况以及旧的变电站改造等问题，有不少县局尚未建立调度自动化系统和不能立即实现无人值班等原因，目前新建和改造的变电站很多仍然设置值班人员，既使以后能够实现真正的无人值班，也还需较长一段时间。
2.保护监控系统的事故和预告音响信号。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一些变电站的保护监控系统的事故和预告音响信号受后台监控系统的控制，当后台监控机不能工作时，事故和预告音响信号则不能发出，不能提示值班人员处理事故或故障，严重影响变电站的安全运行，这类情况已经发生几次，造成PT烧毁，开关事故跳闸不知道。对于这种情况，应与厂家联系，共同处理，将保护监控系统的事故和预告音响信号独立出来，不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作时发不出保护事故和预告音响信号情况
3.保护监控系统远动数据和信息的发送与接收处理。一些变电站技术系统的远动数据和信息是通过后台监控系统发送到调度主站，当后台监控系统不能正常工作时，则远动数据和信息的发送不能发送，这种方式不利于远动数据和信息的发送，应在保护和监控系统的通讯单元直接向调度主站发送远动数据和信息，不受后台监控系统控制。由于远动数据和信息的发送受后台监控系统的控制，已经有几个变电站由于后台监控机不能正常工作而停止向调度主站发送远动数据和信息。这种情况只能由生产厂家来给以处理。
四、数字化变电站一次安装的结构特点
在变电站技术领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现，变电站技术技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O 单元，如A/D 变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化数字化变电站一次安装的一部分。反言之，智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分；而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。
1.间隔层。间隔层设备的主要功能是：汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对数字化变电站一次安装保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。
2.过程层。过程层是数字化变电站一次安装与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。电力运行的实时电气量检测。与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代；采集传统模拟量被直接采集数字量所取代，这样做的优点是抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好，开关装置实现了小型化、紧凑化。运行设备的状态参数在线检测与统计。
3.站控层。站控层的主要任务是：通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具有（或备有）站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像、声音等多媒体功能；具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能。
总之，数字化变电站技术是实现一次安装的技术项目，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站技术中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU 控制下进行的，使得同步采样、A/D 转换、运算、输出控制命令整个流程快速、简捷，而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU 协同完成的，如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
参考文献：
[1] 高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2013，3.
[2] 丁书文，史志鸿.数字化变电站的几个关键技术问题[J].继电器，2012，10.
[3] 刘思宁.浅谈数字化变电站技术的应用[J].科技成果纵横，2013，（10）．P22-23.
论文作者:张铮
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：变电站论文; 技术论文; 回路论文; 设备论文; 后台论文; 监控系统论文; 数据论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;