浅析数字化变电站电气二次设计
智能变电站电气二次设计常见问题及对策分析
智能变电站电气二次设计常见问题及对策分析摘要：当前，我国计算机技术逐渐的发展，并且被广泛的应用到各个行业领域中。
因此，对于智能化变电站电气设备的设计也起到了积极的推动作用。
然而，在进行电气二次设计的过程中还会存在诸多问题，加强对这些问题的研究，能够有效地提高智能变电姓占的稳定运行。
关键词：智能变电站；电气二次设计；常见问题；对策分析引言在电力设计行业中，智能变电站所应用的大部分新技术属于电气二次专业内容，电气二次专业所涉及的技术更广泛、复杂，特别是引入了光缆和虚端子的设计，极大地增加了设计的难度和工作量。
设计不合理的话会给工程建设以及后期的扩建、改造带来较大的麻烦，因此，电气二次专业需要结合传统的设计，增加新技术新设备的相关设计内容，保证设计的质量，满足智能变电站设计深度的要求。
1智能变电站介绍智能变电站是在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求以及信息技术的发展，对变电站综合自动化系统进行改进，实现变电站的智能化。
智能变电站的主要特点为：一次设备数字化，二次设备网络化、数据平台标准化。
使用光电或电子式互感器，断路器、变压器、避雷器等一次设备配置在线监测装置，一次设备配置智能电子装置（IED），采用标准的数字接口进行数据传输，实现集成运行状态监测、保护、控制、通信等功能的智能化一次设备。
一次设备增加在线监测系统，对设备的重要参数进行在线监测和评价，实时识别设备故障的征兆，为运行和维护部门安排检修计划提供基础数据，为一次设备的安全运行提供重要的保障。
智能变电站分为三层，即站控层、间隔层、过程层，站控层与间隔层之间的网络为站控层网络，间隔层与过程层之间的网络为过程层网络。
站控层网络数据量不大，实时性要求不高，而过程层网络是智能变电站安全稳定的重要保障，对可靠性、实时性的要求非常高。
2智能变电站电气二次设计常见问题2.1安全防误设计从实际应用的角度来分析，电气二次设计中的安全防误主要包括以下几个方面：（1）应降低开关设备误合和误分的概率；（2）尽量避免带电间隔连接；（3）不允许设备在带电情况下与地线相连；（4）在有负荷的情况下，避免刀闸的相关操作；（5）接地线与开关应避免连接；（6）安装相应的闭锁装置。
变电站改建工程的电气二次设计
变电站改建工程的电气二次设计1. 引言1.1 背景介绍变电站改建工程的电气二次设计是指在变电站改建工程中，对电气设备的二次设计进行规划和实施的过程。
随着电力行业的快速发展和电网建设的不断完善，变电站改建工程的需求也越来越大。
在这种背景下，电气二次设计成为了关键的环节。
随着电力负荷的增加和电网运行的需要，许多旧的变电站需要进行改建以满足新的需求。
而电气二次设计则是改建过程中的重要环节，它涉及到电气设备的选型、布置、配电系统的设计等方面，直接影响着变电站的运行效率和安全性。
随着智能电力系统的发展，电气二次设计也面临着新的挑战和机遇。
如何将智能化技术应用到变电站改建工程中，提高电网的智能化水平，成为了电气二次设计的新课题。
变电站改建工程的电气二次设计不仅是满足电力需求的技术手段，更是推动电力行业发展的重要支撑。
只有不断完善设计原则和要求，进行方案比较和优化，严格执行设计流程并充分考虑安全性，才能保证变电站改建工程的顺利进行和电网运行的稳定可靠。
1.2 目的和意义变电站改建工程的电气二次设计的目的和意义是为了提升变电站的运行效率和安全性，保障电力系统的稳定运行。
随着社会经济的发展和电力需求的增加，现有的变电站设施可能无法满足需求，需要进行改建和更新。
电气二次设计是变电站改建工程中不可或缺的一环，通过优化设计方案、提高设备性能和完善系统配置，可以有效改善电网运行状态，提高供电质量，减少故障发生率，提高供电可靠性。
2. 正文2.1 变电站改建工程的电气二次设计概述变电站改建工程是指对现有变电站进行升级改造，以适应新的电力需求和技术要求的工程项目。
电气二次设计是其中的重要组成部分，主要包括配电系统、控制系统、保护系统、通信系统等内容。
在改建工程中，电气二次设计需要充分考虑现有设备的情况，合理设计系统结构，确保系统稳定可靠。
在进行电气二次设计时，首先需要进行现场勘察和资料收集，了解变电站的整体情况和要求。
然后根据工程需求和技术标准，确定设计方案和设计原则。
关于数字化变电站中电气二次设计的研究
ｌ 数 字化变 电站
数字化变 电站 是由智能化一次设备和 网络化二次设备分层 构建， 建 立在 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０通信规范基础上 ，能够实现变 电站 内智能电气设备问信 息 共 享 和 互 操 作 的 现 代 化 变 电站 。 自动化技 术和智能一 次设 备技术 以及智 能一次设备 在线监测 技术 的发展和进步加上网络开发应用技术相对发达 ， 使得 中国为电网建设大 规模 引进数字化变 电站并成为了可能。 现在 不少地 区已经开始使用数字 化变 电站， 在广西就有 ５ ０ ０ ｋ Ｖ桂林变 电站 ， 象 征着中 国进入 了实施践行 的时段 。 数字化变 电站有许多优势和先进 之处， 它的应用 ， 明显地推动 了 我 国电网的发展 ， 可 以实现它 的科 技化进程 ， 增加它 的输配 电配 置的能 力。这样就 能够 降低变 电站 的建造成本 。 数字化变 电站 的工作原理本质上 就是基于传统 变 电站基础 上 的数 字化 处理。 它 的特 点是在摘要 中提到 的设备 自动智能处理和通讯 的网络 化， 它具有 统一 的信息传递协议和模型 。 这。 在这种新型 的变 电站 中一次和二次设备都是 自动化的 智能设备。 它的数据接 口可 以与其他设备进行控制命令、 参数的交互。 这 种智能设 备可 以进行 自身健康的在线检测 并报告给变 电站的 自动化 系 统， 这 时系统就可 以根 据这些做 出判 断并发送指令 ， 实现变 电站 的数字
３ 数 字化变 电站 电气 二次 技术 问题
对一次设备进行一系列设计 ，包括数据检 测和控制 电路 的设计 ， 就 是 电气二次设计。它的设计 目标很多， 比如 ： 元件继 电保护和变 电站监控 系统 。当然 除此之 外， 自动化工程安全监测和直流 电源 系统 也在它 的 目 化。 标之列 ， 工业 电视系统也可 以运用 电气二次设计继 电保 护是二次设计 的 过程 中经 常会碰 到的 问题， 而对 电气安全也应 当引起 足够的重视 。在 电 ２ 数 字化 变 电站 的 电气 技术 特征 压变级 次选择 配置的 问题也应 给 高速计算机网络随着数字式互感技术 的进 一步发展， 加上智能一次 气 的二次设计中光纤总纵保护和流变 、 电气设备技术逐步广泛 的使用 ， 也被 大规模 运用 到中国的 电力系统 网络 与 同样 的关注和重视 。下面我们将分别来探 讨这些问题：
浅析数字化变电站
给变 电站 自动化 技术 带来 了一 个崭 新 的发 展机 遇 。 些 相关技 术 的 这 发展 和应 用使 数 字化 变 电站兴 起并 不 断 向前发 展 。
一
系统 结 构更 加 紧凑 ， 数字 化 电气 量监 测 系统具 有 体积 小 、 量 重
能力 和可靠 性 ， 但在 实现 技术 方案 上基 本上 还是 维持 着常 规变 电站 轻 等特 点 ， 以 有效地 集 成在 智能 开 关设 备 系统 中 ， 可 按变 电站 机 电 自动化 系统原 有 的功 能和逻 辑关 系， 工作 方式上 多数 仍 然是 各 自 在 体 化设 计理 念 进行 功能 优化 组 合和 设备 布置 。 打破 常规 变 电站 的 独立 运行 ，形成 了各 种 “ 息孤 岛”现 象 。数 据 交互方 面 由于规 约 监视 、控 制 、保 护 、故 障录 波 、量测 与计 量 等 几乎都 是功 能 单一 、 信 的限 制 ，不 同厂家 的设 备之 间不 能互 相通 信 ，不能 共享 资源 ， 置 ｆ瓦 独立 的装 置 的模 式 ， 变 了硬件 重 复配 置 、 息不 共享 、 装 Ｈ 改 信 投资 的 冗余配 置并 不能 实现信 息 的冗余 应用 。 涉及 到不 同厂家 产 品 同时 成本 大的 局面 。 字 化 变电 站使 得原 来 分散 的二 次 系统 装置 ， 备 数 具 应用 时 ，系统 的联调 时 间长 ，系统 的稳 定性 较差 ， 维护 及运 行带 了进 行 信 息集 成和 功能 合理 优 化 、 合 的基 础 ， 对 整 二次 设 备之 间 的连 来 了极 大 的不便 ，一 定程 度上 影 响了变 电站 自动 化 系统 的投入 率 。 接全 部 采用 高速 的 网络 通信 ， 通过 网络 真 正 实现数 据 共享 、 资源其 随 着光 电技 术在 传感 器应 用领 域研 究 的突破 ， Ｃ １５ 标准 的 享 ，常规 的 功能 装置 在这 里 变成 了逻 辑 的功 能模 块 。 Ｉ ６８０ Ｅ
浅析电气二次设计的问题
计 。而双重化配置不应该再 采用不同厂家、不同原理的产品。 不同厂 家实际上是两套不 同的设 计图纸， 不同原理实际上是软件编程 规范不 统一， 如果采用统一厂家的产品就不会出现两套原理 图两套编程规范。 这样变 电站的 电气 二次设 计就会更加规范， 运行和维护也会 很方便 。
科 学技 术
浅析电气羔次设计的问题
张钟 兰
柳 州电力勘Biblioteka 设计有限公 司 广 西 柳 州 ５ ５ ０ ４ ０１
【 摘 要 】在电气二次设计中， 存在着各种各样的问题， 主要问题是安全防误、先纤纵差保护 、继电保护双重化配置、二次接地与抗干扰等等， 本文进行全面的分析， 并 提 出了一些可行性办法． 简单介绍 了在电气二次设计中经常遇到的问题和解决措施 。 【 关键词 】电气二次设计 问题 措施
参考文 献 【 西北电力设计 院， １ 】 电力工程 电气设 计手册ｆ ， Ｋ］ 北京， 水利 电力出
版社 ． ８． １ ９ ９
３ 、光纤纵 差保护
光纤纵差保护的传输信 息量大。 抗干扰性好 ． 中继距离长等各种优 点， 电网的主要保 护系统。 用了电力系统 的独特 资源。Ｄ光纤通 它是 利 ＳＨ 道有一定的缺陷， 自愈环切换需要—定时间， 其 —般不大于５ｍ， ０ｓ 而复合 光缆ＯＧ断裂却会发生倒塌故障， ＰＷ 允许式和闭锁式保护都存在５ｍ的 ０ｓ 死区， 对于大 电网快 速保护的主保护造成一定的影响 。由于继 电保护 专业和通信专业再设计的开始就存在着盲区， 照反措铺设 的铜排和 按 铜网在两个专业之问往往会被忽视。 因此不能建 立一 个统一 的１阻抗 氐 二次系统平面， 以利用外屏蔽层两端接地 这样可以有效降低高频段 可 共模干 扰影响内屏 蔽层一端接地 ． 了低频段的容性耦 合。 降低
智能变电站电气二次设计问题与完善措施
智能变电站电气二次设计问题与完善措施摘要：在当前时代发展背景下，科学技术已经成为促进发展的主要动力，随着我国智能化技术发展，电网工程设计已经开始区域智能化，例如智能变电站的出现，为促进我国电力系统智能化发展奠定力量。
电力系统发展中，电气二次设计占据非常关键的地位，直接影响智能变电站运行质量。
因此，提升智能变电站电气二次设计重视程度，提升设计质量，保证智能变电站稳定发展。
基于此，本文以智能变电站电气二次设计为探究对象，分析智能变电站电气二次设计工序，剖析当前我国智能变电站电气二次设计工作中存在的问题，针对问题提出优化发展对策，为智能变电站电气二次设计发展提供力量。
关键词：智能变电站；电气二次设计；设计工序；问题分析；完善措施随着我国经济不断发展，电力能源需求量不断提升，为了满足经济发展需求，国家电网不断加大建设投入。
其中，智能变电站在电网建设中占有非常关键的地位，扮演电力输送的重要角色。
在“十三五”期间，我国对智能电网建设的重视程度不断提升，电网的数量不断增加，导致我国智能变电站电气二次设计现场接线调试工程量增加，装置接口的适用性较差，导致二次系统后期运维存在问题，造成智能变电站出现问题，电网电力运输受到影响，导致停电等现象的发生。
因此，如何提升智能变电站电气二次设计水平，保证智能变电站稳定运行是关键。
一、智能变电站电气二次设计工序随着我国对电网建设重视程度的不断提升，对其电网建设管理工作质量提出新要求。
现阶段，电网工程建设施工中，电力系统部门需要基于项目实际情况，编撰项目建议书、项目可行性研究报告、设计方案等等，在各项报告通过审核后开展建设施工作业，进而保证工程项目施工质量，实现可持续发展的目标[1]。
因此，在工程建设设计审批工作中，需要制定完整的施工规划图，例如图一所示，基于智能变电站施工工序图开展建设施工，保证项目稳定开展。
图一智能变电站设计工序在智能变电站电气二次设计工作中，受不良因素的影响，降低电气二次设计水平，不利于我国智能电网建设稳定发展。
110kV变电站电气二次部分设计分析 容旎
110kV变电站电气二次部分设计分析容旎摘要：现阶段，为实现智能电网全覆盖，湖南省全面开展电网建设工作。
110kV变电站作为主要工程，直接影响着电网运行的质量，因此加强相关技术的研究，有着必要性。
电气二次部分是变电站功能实现的重要部分，需要从设计到施工全过程，做好质量把控，以确保电网运行的安全稳定性。
关键词：110kV；变电站；电气二次；设计电能是国民经济发展的主要动力来源，也是人们日常生活不可或缺的能源，工业生产中机器的旋转是由电能驱动的电动机带动的，农业生产中灌溉是由电能带动水泵来实现的，医疗器械的很大部分是由电能驱动的，日常生活中的照明、电视娱乐、甚至饮食起居都与电能息息相关。
可以说如果没有电，社会将无法正常运转，因此电力系统的稳定性是重中之重。
1电气二次部分设计规范按照《继电保护和安装自动装置技术规范》（GB14285-2006）和其它相关规范，110kV出线要设置微机线路保护装置，要具有接地距离保护以及接地方向保护等功能。
同时按照电能计量技术规范相关规定，要在每个110kV出现间隔位置处布设主备表，同时要做好精度的把控，合理选择断路器端子箱等设备，合理设计接线方式，以确保电气二次部分的功能。
2变电站电气主接线的选择2.1安全稳定检修是否会对变电站供电造成影响；设备线路检修期间恢复电力供应所需要的时间以及造成的用电影响，对于重点单位的供电是否可以保持稳定。
2.2具有一定的抗风险能力主接线正常运行时可以应对外界因素的影响，保持线路供电的稳定，科学地分配电力供应，应对设备检修等突发事件有相应的应急预案。
3 110kV变电站电气二次部分设计要点3.1合理选择主接线方式开展110kV变电站电气二次部分设计，在选择主接线方式时，要做好以下要点的把控：①对于电气设备的主接线。
在选择时，要从变电站特性角度考虑，并且需要结合线路实际情况，做好综合分析。
②坚持简单的原则。
在选择主接线时，要把控简单的原则，使用简单的线路，避免线路纠缠起来，影响供电系统运行的安全稳定性。
浅谈数字化变电站中的电气二次设计
应用的业绩 ， 以可实施性差。而传统 开关 ＋智 能终端 的设备具有 常规 所 １ 数字化变 电站 的电气技术特征 没有在线监测及 自 断的功 能 ， 诊 虽然也具有数 字接 随着时下数字式互感器技术和智能一次 电气设备技术 的实用化 ， 计 的控制及操动方式 ， 算 机高速 网络在我 国电力系统网络 中也得到广泛 的应用 ， 但在其技术 的 口， 可接人过程总线 ， 但其智能化程度较低 。由于其可靠性较高 ， 设备费 运用上还存在着一些技术上的局限性 。 用一般 ， 现广泛 应用于 国内各大变 电站 ， 其可实施性相对较好 。综合 比 智能开关应选择传统开芙 ＋智能终端作为其电气 二次设计 的最件方 各类数据从 源头转变成数字化信息 ， 才真正实现了电气 数据采集的 较 ， 数字化应用 ， 并为实现信息集成化和数据的共享 性应用 提供了基础 。变 案 。 电子式互感器可选择无源电子式互感器 ，或是有源 电子式互感器 。 电站的数字化不但使得具有 监视 、 控制 、 保护 、 故障录波 、 测量 与计 量等 几乎都是功能单一 、 相互独立 的装置模式的传统变电站转型成为采用计 无源电子式互感器是基于有关光学传感技术而设计 的， 其一 次侧光学 电 算机监控 系统 、 机型的继 电保护 及安 全 自动装置 的新型数 字化变 电 流 、 微 电压传感器无需工作 电源 ， 独立安装 的互感器 的理想解决方案 ， 是 目 国 由于其设 备费用极高 ， 可靠性 站， 而且将原有的硬件重复配置 、 信息不共享 、 投资 或本大的局面转变成 前正处在进行实用化研究 ， 内很少应 用， 新建装置和系统之间通过串 口或网口交换信息 的综合 自 动化系统 ， 使得 较差 ， 因此可实施性差 。而有源电子式 互感器是基于 Ｒ ｇｗ ｋ 线圈或低 ｏｏ ｓｉ 原来分散 的二次系统装置 ， 备了向信息集成和功能合理 优化 、 具 整合转 功率线圈的电子式 电流互感器 ， 其互感 器的传感 头部 分具有需用 电源的 变 的基 础 。 电子 电路 ， 现已通过采用激光供能的办法解 决了电路电源问题。南于其 可实施性较好 ， 已获得较多的应用。综合 比较 ， 子式互感 电 数 字化变 电站在逻辑结构上为“ 三层 两网” 结构 ， 站控层 ” “ 可靠性较高 ， 即“ 、间隔 层” “ 、过程层 ” “ 、 站控层” 网络和“ 过程层” 网络 。这种 构架实现了信 息采 器应选择有源电子式互感 器作为其 电气二次设计 的最佳方案 。 集、 传输 、 处理和输 出过程 的数字化 ， 其基本特征为数字化变电站内的信 ２２ 通信规约的选择 ． 息全部做到数字化 ， 信息传递实现网络化 ， 通信模 型达到标 准化 ， 种 使各 数字化变电站的网络分为站控层网络和过程层网络 ， 同的 网络有 不 不同的规约选择 。 设备和功能共享统一 的信息平台 ， 实现运行管理的 自 动化 。 站控层 网络规约可选择网络化 的 １３规约 ， ０ 或是 Ｉ Ｃ １５ Ｅ ６ ８０规约 。 网 数字化变电站与传统 的变电站相 比， 具有以下优点 ： １数字化变电站最显著 的特点是增加了过程层 ， ） 即将一次电气设备 络化 的 １３ ０ 规约采用传统 的面向功能设计方式 ， 其互操 作性较差 ， 适用 纳入 ｒ 数字化 变电站的通信 网络 ， 变电站 自动化 、 字化 技术发展的 于对实时性要求不高 的以太网通信 ， 是 数 软件 费用较低 ， 可实施性较好 。而 重大变革 。 Ｉ Ｃ １５ Ｅ ６ ８０网络规约是基于通用 网络通信平 台的变 电站 自动化 系统 唯一 ２ 数宁化变电站的间隔层设备具有 网络化的特点 ， ） 使数字信息直接 国际标准 ， 面向对象设计 ， 是构建数字化变 电站 的理想平 台， 其基 于网络 接到 站控 层的交换机上 ， 消了转 换型的 串口接 口装 置 ， 取 从而大大地 平 台的各种实时和非实时通信 ， 软件费用较 高， 但互操作性较好 ， 可寅施 提高 了信息交换的速， 卒。 性也较好 。 综合比较 ， 站控层网络规约应选择 ＩＣ １５ 规约作为其电气 Ｅ ６ ０ ８ ３ 数字化变 电站具有配有电子设备 、 ） 传感器 和执行器 的智能开关设 二 次设计的最佳方案。 备， 即具有较高智能 的开关设 备的基本功能 ， 还具有控制设备 的附加 功 智 能 开 关 能， 尤其 是在监测和诊断方面极具优 势。 传 统 开 关＋ 能终 端 智 智 能 ４ 数字化 变电站 的间隔层和一次设备均配置智能终端 ， ） 智能终端之 数 字 设 备 电子 式五 感器 有 源 电 子 式 互 感 器 间通过光纤通信连接 ， 取代 了测控柜之间的电缆连接 ， 护、 保 测控装 置与 化 变 琥 择 电站 二 次设 备 网 络 化 的 二 次 设 备 智能终端之间通过 电气 网路连接 ， 是数字化变电站 的又一大特点。 辔 《 ５ 数字化变 电站将 ＩＣ １５ 应用于变 电站内的通信 ， ） Ｅ ６８０ 既充分 利用 二 次 通 信 站 控 屡 网 络 规 约 设 计 规 约 『 ｌ网络通信 的最新 技术 ， 又实现 了二 次设 备的信息共享 、 互操作 和功能 构 絮 选 择 过 程 层 网络 规 约 的灵活配置。 簸 佳 网络 方 案 站 撞 屡 鸸 络 方 案 星 型 以 太 网 ２ 数 字化 变 电站 的 电气 二 次 设 计 结 构 数字化变电站架构设计 目标是设计 出基于 ＩＣ １５ Ｅ ６ ８ ０通信协议构建 设 计 过 程 层 网络 方棠 点 对 点技 术 的信 息采集 、 输 、 传 处理 、 出过程全 部数字化 的变 电站 ， 而实现数字 输 从 图 ２ 化变 电站 的技术创新。数字化变 电站 电气二次设计 的构架如 图 １ 所示 ， 分为智能设备的选择 、 通信规 约的选择和 网络结构的设计三部分 。 过程层 网络规 约可选择 ＩＣ １５ Ｅ ６ ８ ０规 约 ，或 是 ＩＣ ０ ４ — Ｅ ６ ０ ４ ８规约 ． ． Ｉ Ｃ １５ Ｅ ６ ８０规约 采用 ｒ ３帧格 式 ， ｒ 具有实时性好 ， 传输延 时固定的特点 ， 智 能设 备 的选 择 其适用 于实时性要求较 好的串 口通信 ， 采用插 佰法实现 自同步 ， 可 可靠 性 高， 软件费用较低 ， 实施性好 。而 ＩＣ ０ ４ — 规约是基于网络平台 可 Ｅ ６０４８ 数 字 化 变 电 站 电 气 通 信规 约的选 择 二 次 设 计 的 构 架 的各种 实时和非实时通信 ， 向对 象设计 ， 面 是构建数字化 变电站的珲想 平 台。 其传输延时不 同定 ， 于采样数据同步时需依赖 于外部 同步器 ， 用 不 网 络 结 构 的 设 计 能 自同步 ， 可靠性较差 ， 软件费用也很高 ， 但其可实施性较好 。 ｌ 综 所述 ， 图 １ 对于单 间隔不需要数据同步的二 次设备 ， 采用 ＩＣ １５ 规约传输 ； ’ Ｅ ６８０ 刘 于 ２１ 智能设备的选择 ． 跨间隔需进行数据同步的二次设备 ， 采用也 ＩＣ ０４ — 规约传输 。 Ｅ ６０４８ 故采 数字化 变电站的智能设备包括智 能开关 、电子式互感 器及 二次设 用 ＩＣ １５ 规约与 Ｉ Ｃ ０ ４ — 规约相结合的方式作 为其电气二次 没 Ｅ ６８０ Ｅ ６０４ ８ 备． 网络化的二次设 备是数字化变 电站 的必然选择 ， 但智 能开关 和电子 计的方案比较合理 。 式瓦感器的选择却存在着两种不 同的方案。 ２３ 网络结构 的设计 ． 智能开关可选 择理想的智能开关 ， 或是 传统开关 ＋ 能终端的方 智 网络结构 的设计分为站控层网络方案和过程层 网络方案设计‘ ｒ ， ｆ 其 ｌ 式。 理想 的智能开关具有智能控制 、 在线监测及 自诊断功能 ， 并具有数字 过程层 网络是数字化变 电站 特有的网络 ， 目前没有 成熟的方案 ， 而数 宁 接 口， 其智能化程度较高的特点 ， 由于其设备费用极高 ， 国内基本没有 化变 电站站控层网络方案 比较成熟 ， 在 一般采用星型 以太 （ 下转 ３ ６页 ） ０
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浅析数字化变电站电气二次设计
发表时间：2016-11-30T13:51:04.793Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：李学纯
[导读] 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。
(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]。
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.。