摘要：变电站是电力系统中重要的组成部分，随着电力系统数字化的发展，变电站也逐渐的演变为数字化结构，有效的提升了变电站的数字化，提高了电子系统的供电质量。在本文中，首先介绍了数字化变电站的特点，接着分析了数字化变电站电气二次设计的方案。
关键词：二次设计；数字化；变电站
引言
电力行业在国民经济发展过程中的作用越来越重要，由此促使电力行业更为繁荣的发展，并向着智能化与数字化迈进。在进行数字化变电站电气二次设备的过程中，要结合数字化变电站的实际情况，合理的选择智能化设备及通信规约，并科学的进行网络结构、组屏方案等方面的设计，提高设计的质量，从而有效的保证数字化变电站可靠的运行，最终提升电力系统运行的稳定性。
一、数字化变电站的特点
数字化变电站是由电网计划实施的，在其建设的过程中，所显露出的特点比较多，其中主要的特点主要体现在以下几个方面：
（1）应用一次智能化设备，利用数字化技术实现一次设备的智能控制，以及输入与信号的输出，在二次回路设计中，在实现数字化后，利用可编程软件代替传统程序，大大增加了变电站的稳定性；
（2）智能设备的互操作性，在数字化变电站中应用中，更新技术应用于智能设备中，例如对象建模技术等，加强了通信协议与接口的一致性，将互操作性变得更加人性化；
（3）变电站信息共享，建模时，一次设备统一进行，站内各个设备之间的通信以及站与控制中心的通信信息真正的做到了共享；
（4）数据采集数字化，电流、电压等电气量在进行采集时，应用数字化电气量测系统采集，这不仅是数字化变电站的主要标志，同时，动态测量范围、测量精度也明显的提高；
（5）系统结构紧凑化，体积小、重量轻是数字化电气量测系统的主要特点，在智能开关设备系统中即可集成该系统，而且在优化功能以及布置设备时，可以依据机电一体化的设计思想来进行，提升了系统结构的紧凑性。
二、数字化变电站电气二次设计方案
1、设计原理
工业电视系统、元件继电保护、直流电源系统等均为电气二次设计的对象，包含的比较多。电气二次设计过程中，电子式互感器是首先要用到的智能设备，应用之后，输出信息传送的简洁性与便利性显著提升，有效的保证了设备运行的稳定性。在数字化变电站中，智能开关中增加了智能终端，实现数值化控制输出与传输命令。利用相应的数字化技术处理一次设备的开光量，之后由二次设备接收处理后的信息，再进行处理后，输出到智能终端，这个过程中，开关量信息的采集、处理及传输均良好的实现了数字化。数字化变电站系统运行时，取消二次设备间的电气联系后，可靠性健全性有效提升，设备的运行及维护便利性显著提升，而且部分设备直接取消使用，使得设计成本有效减少。
2、科学选择智能设备
二次设备、电子式互感器等为数字化变电站中主要使用的智能设备，电气二次设计过程中，各种智能设备的选择必须要具备科学性。选择二次设备时，网络化形式为最优选择，同时也是唯一选择；选择开关时，智能终端是不可缺少的，即使选择传统的开关，也需要结合智能终端，以满足数字化变电站二次设备的运行需求；选择电子式互感器时，可选择的类型有两种，一种是有源式，一种是无源式，可依据具体的工程来选择，通常，有源式为主要使用的类型。
3、合理选择通信规约
站控层以及过程层共同组成了数字化变电站的网络层，通信规约的选择主要是在这两层中进行，选择合理时，变电站各个设备之间可以更好的互联，进而实现数字化。站控层的通信规约包含103规约和IEC61850规约两种，传统通信网络层的通信规约多使用103规约，而数字化变电站站控层的通信规约则使用IEC61850规约。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过程层的通信规约也包含两种，一种是与站控层想用的IEC61850规约，另一种时ORC60044-8规约，一般说来，是将这两种规约结合在一起应用于过程层中。
4、设计组屏方案
在进行组屏方案设计时，数字化变电站电压一体化装置不同时，处理方式也存在着一定的区别，而且可以组合不同的组屏设计方案，经过优化之后，选择最优的设计方案。数字化变电站组屏设计方案中，电压一体化装置等级不同时，组屏设计分别进行，合并单独的组屏，此外，通信管理机设置时，与常规的组屏方案并不相同，在主控室内放置监控主机、远动主机、工程师站等，保证了对时的统一性。
5、设计网络结构
对于数字化变电站来说，30～500kV的电压等级为比较适用的，因此，设计网络结果时，需要与IEC61850相结合，以保证设计的合理性。通常，站控层、间隔层、过程层共同组成了数字化变电站系统结构，这其中，采用IEC61850-8-1的方式实现间隔层与站控层之间的信息交换，以以太网作为连接媒介，而间隔层的电气设备之间利用GOOSE通信协议实现信息的交换，提升其防误闭锁能力，避免误闭锁事件的发生，过程层设备的互感信息在传输时，媒介为以太网，通信协议为IEC61850-9-2，实现信息传递到间隔保护层以及测控设备。
6、设计端子排图
端子排图是数字化变电站电气二次设计中比较重要的环节，在设计的过程中，一次和二次之间的端子排列设计可以取消，对控制回路的设计进行优化，将工作量有效减少的同时，二次回路设计也实现简化，而且保护压板、按钮、把手的数量也可有效的减少，保证了数字化变电站运行的可靠性。
三、电气数字化在电气工程中的应用
1、在电网调度中的应用
在电气工程中，电网调度数字化指的是电网调度服务器、工作站、打印设备及计算机等的数字化，其功能如下：对电网运行经济调度；根据电力市场的环境动态分析、监控电网的运行情况；手机电力运行的实时数据；对发电执行自动控制；对电力负荷进行前期预测；处理电网的安全事故与与运维情况。
在电网调度中，利用电气数字化技术，能自助的监测、分析电网的运行状态并及时处理电力运行中产生的故障，以确保的产生和发展，继而实现事故率的降低。
2、在电厂分散监控系统中的应用
发电厂的分散监控系统主要包括高速数据通讯系统、运维人员工作站、过程控制单元及以太网等，在实际操作中，多采用分层分布结构。其中，过程控制单元可以用来控制电力生产的精细化，同时刻作为接收热电偶、电气量、现场变送器、热电阻、脉冲量及开关量等信号，并集中处理，将实时运行参数、运行状态通过画面显示出来，进行信号的输出，用以控制执行机构，实现电气数字化的检测及连锁保护、控制等功能。
3、在变电站中的应用
变电站的电气数字化是基于传输技术、自动控制技术及信息处理技术，利用计算机硬件系统或电气数字化软件完成作业，优化变电站的运行状态，强化管理水平。在变电站中，应用电气数字化技术的主要目的是能够全方位对电气设备的安全状态与运行状态进行高效监控。与人工控制方式相比，电气数字化控制的特征如下：微机化设备取代电磁式装置，继而实现对变电站作业进行智能化、图像化监视。
结语
电气二次设计是数字化变电站设计工作中的关键环节，具有对整个变电站的主设备、输、配电线路实现自动监视、测量、控制、微机保护以及通信调度等作用，电气数字化是电气工程发展的支撑力，是工业发展的源动力，且在科学技术深入发展的推动下，电气数字化的应用领域越来越广泛，理应加以重视。
参考文献
[1]黄和文.220kV及以下综合数字化变电站二次设计及问题分析[J].科技传播，2013，16：40~41.
[2]王云飞.110kV综合数字化变电站的电气二次设计[J].城市建设理论研究（电子版），2014（21）.
论文作者:程振凯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/25
标签：变电站论文; 规约论文; 设备论文; 电气论文; 智能论文; 电网论文; 通信论文; 《电力设备》2017年第16期论文;