智能變電站二次系統設計方法分析

劉芳++呂朋偉

摘 要 智能變電站的不斷優化是變電站改革的必然趨勢，所以相關人員要對其二次系統設計加大重視程度。本文通過對智能變電站二次系統設計方法的分析，總結了二次系統設計的意義，詳細闡述了二次系統設計的具體內容，例如虛端子與流程設計。希望這些內容能為相關人員提供參考。

【關鍵詞】智能變電站 二次系統 系統設計方法

智能變電站在智能電網中得到重要應用，變電站二次系統設計能直接影響到變電站的經營管理與運行情況，并為變電站創新發展提供機遇。在智能變電站進行二次設計時，最具有影響力的系統設計是指通信網絡取代了常規的二次回路，物理上的電氣信號逐漸被網絡中的虛擬數字代替，二次系統的功能信息與信息邏輯和輸入輸出的關系，有一定差異，電纜和光纜只能對通信上的連接關系進行反應，無法進行實際的操作與通信。這種智能化的裝置，是一種通用的運行平臺，無法反應變電站的配置情況。

1 智能變電站二次系統設計的意義

在進行系統設計中，智能變電站的二次設計，應對設計單位進行具體規劃，確保該設計過程符合IEC61850標準的CID、SCD等文件。但是從目前的情況來看，設計單位無法為變電站提供系統的這種文件類型，就算變電站中有SCD、CID的建模工具，但是無法進行全面的系統設計，相關工作人員沒有結合IEC61850與設計圖紙的實際情況。所以在這種情況下，沒有對SCD和CID文件進行一個統一的要求，只能通過生產廠方、變電站工作人員與設計人員的共同努力實現，這些設計參與方需要全面整合設計的相關信息，并對系統進行相應調試和檢驗，確保能夠正確配置文件，加快工作效率，增加施工成本。

為了解決變電站中的這種問題，工作人員應掌握智能變電站的二次系統的設計方法，并以虛擬二次回路為基礎，在設計完成后，形成全面而標準的SCD和CID文件，并供應給裝置生產廠方和現場工作人員，然后通過智能變電站的二次系統設計能夠切實有效。

智能變電站在運作中，可以通過XML的基礎SCL文件要求，對系統設計和過程改造進行描述，并交換信息。所以智能化變電站的二次系統，從設計到施工完成，都是通過二次裝置生產廠商以及設計人員和現場施工人員運用SCL中SCD和CID文件之間的交互關系來完成的，在智能變電站中，二次裝置功能的設置情況與功能之間的通信關系，必須按照IEC61850 的SCL配置文件標準，以此進行承載和描述。這些文件是智能變電站設計過程的關鍵性文件，SCD、ICD和CID文件是XML的基礎文件，通過智能變電站系統設計發揮作用，在IEC61850的標準下，配置語言的定義文件類型，然后通過屬性和元素描述一次系統和二次系統，文件一般以“.ICD”、“.SCD”和“.CID”來命名。

智能變電站的IED裝置的數據模型可以通過ICD文件進行描述，這個過程中描述了IED的整體能力，并根據系統需要描述了數據模板，包括所有邏輯節點的相關內容，以及智能變電站的通訊描述。SCD文件是整個系統設計的數據源，所有IED實例配置通過文件進行描述，并描述了通信參數和通信配置，以及智能化變電站的系統設計和信號聯系信號。CID文件在智能變電站的系統設計中，屬于實例配置，并描述了一個實例化的IED和通信信息系統。所以文件屬性和元素，應該嚴格按照IEC61850標準中的變電站配置云煙進行描述和設計。

2 智能變電站二次系統設計

設計人員在進行智能變電站二次系統設計時，關鍵是進行二次虛回路設計，與常規變電站相比，智能變電站在設計過程中，應關注以下幾方面發生的變化：

在常規變電站中，智能功能與裝置本身存在對應關系，工作人員能夠確認智能裝置包含的明確定義，并確定了產品型號和版本，從而推斷出系統功能的具體情況；而展開進行智能變電站系統設計中，智能裝置只是一個通用的運作平臺，通過這個運行裝置無法推斷出系統功能的實際情況，智能在分析軟件實例中掌握這些功能，工作人員也要注重每個軟件的開發廠商、版本和型號。

常規變電站是通過電纜進行信號傳遞，信號與電纜有著密切的關系，并相互對象，在智能變電站中，包括數字化變電站，信號與網絡之間的信心傳輸，智能變電站在電纜和光纜中反映出裝置的物理關系，無法真正描述系統的實際功能與傳輸關系。

智能變電站中，工作人員可以通過配置的數據對系統功能的安置情況和功能質檢單額通信聯系進行描述，這種數據的配置過程也是智能電網運作的關鍵所在，常規變電站就無法使用這些數據。常規變電中的二次工程設計是通過二次接線作為主要依據，該表現形式在智能變電站中，不存在傳統的二次電纜回路，所有信息都涵蓋在光纜中。在實際上，智能變電站的每個GOOSE信息應進行仔細配置，并在設計時，注意應用能夠體現配置手段的文件，否則無法將虛擬二次回路的連接方法完好的表達出來。所以系統二次設計應當以一定形式，解決智能變電站需要處理的問題，具體設計流程如圖1。

2.1 虛端子

在智能變電站的二次系統設計中，工作人員要注意各保護裝置之間的信息傳輸以及分合閘出口間的傳輸過程，及時記錄網絡傳輸的數據信息，這些數字信息可以在一根光纜中進行傳輸，無需應用傳統的端子。但是二次系統回路的相關原理并沒有因為網絡傳輸而產生變化，對于智能變電站中的應用裝置來講，SV輸入信號與GOOSE之間的端子存在一定對應關系，這些裝置都具有其所涵蓋的ICD文件，所以在SV信號進行傳輸低，應按照常規政治的模擬來那個將端子排輸入；GOOSE輸出信號與開關量輸出端子存在對應關系；GOOSE輸入信號與開關量輸入端子，為了維持更加深入的理解和應用SV信號和GOOSE，所以將這些信號稱之為虛端子。

虛端子能夠一對多，但是不能進行多對一，一個開出信號能夠提供給多個IED設備進行應用，但是開入信號卻無法完成串聯，智能一對一進行傳輸，十端子則正好相反。例如子啊220kV的線路間隔中，開入短路器位置應考慮兩套線路的保護與線路測控裝置，在常規設計中，每種裝置都需要懂就地開關機構中，選取輔助階段，然后將智能變電站設計中的一會位置信號傳入智能終端中，各個裝置中都能夠通過網絡上的位置確定該位置信號，對接線過程進行簡化，實現一對多的信心傳輸。endprint

虛端子無法對常規變電站匯總可見斷開點進行設置，其中的保護裝置都是通過在硬壓板的出口處進行設置，從而保證保護功能的使用，回路整體可以擁有明顯的斷開點。在回路進行虛擬化之后，目前很過繼電保護廠商，最長使用的做法進行通過GOOSE出口軟壓板設置，確保信息能夠正常從發送方大搜接受方，從邏輯上保證接受方和發送方在隔離基礎上的傳輸。

2.2設計流程

根據智能變電站的二次系統設計特點，采用SV和GOOSE數據流向圖以及裝置物理連接圖，對變電站的額二次回路設計進行完善，并通過全站的虛端子連接表在設計中不斷優化。變電站的二次設計圖紙，應按照設備電壓等級和配電裝置和間隔劃分內容，進行如下設計：

下一步是繪制裝置物理連接圖及全站光纜清冊。裝置物理連接圖反映了設備間光纜連接情況，可以清晰的表達各二次裝置光口之間的物理連接關系，全站光纜清冊，可以體現出全站光纜的接線方式，直接用于指導現場光纜溶接。

首先要根據設計圖紙確定二次系統設計技術方案，明確該過程二次設備的訂貨情況，并各個電壓等級的SV數據流程圖和GOOSE流程圖表進行繪制。這個過程與常規變電站有一定類似之處，其電流、電壓回路和控制信號回路以及保護回路圖可以得到良好的應用。變電站設備之間電流與電壓數據六的連接方式，能夠通過SV數據流圖進行標示，上傳信號。斷路器和隔離開關控制和各保護間的聯系，可以通過GOOSE數據流程來進行完善。

然后是全站虛端子的連接，二次設備廠商在繪制外部物理接口示意圖的同時提供相應Excel表格形式的裝置輸入/輸出虛端子定義。設計人員根據這種定義情況，結合相關原理設計GOOSE和SV之間的連接，然后將虛端子的繪制表格，發送給全站系統集成商，形成系統設計的SCD文件，最后完成整個二次系統回路設計。

3結束語

通過上文對智能變電站二次系統設計方法的分析，可以得出智能變電站的設計開展，是二次系統設備對生產廠家的發展趨勢，工作人員要充分理解這個過程的意義，并掌握設計方法，通過虛端子的設計和應用，對二次系統設計進行完善，確保變電站能夠更好的為人們的服務。

參考文獻

[1]李萼青.智能變電站二次系統調試方法研究[D].上海交通大學，2013（5）：154-155.

[2]張躍麗.智能變電站二次系統可靠性及相關問題研究[D].上海交通大學，2013（1）：165-165.

[3]李昊炅.智能變電站二次系統優化及應用研究[D].華北電力大學（北京），2011（3）：127-128.

[4]張躍麗，陳幸瓊，王承民，栗君，袁桂華，張瑞芳，魏燕，張英杰.智能變電站二次系統可靠性評估[J].電網與清潔能源，2012（11）：179-180.

[5]馬杰，李磊，黃德斌，唐毅，李乃永，丁希亮.智能變電站二次系統全過程管控平臺研究與實踐[J].電力系統保護與控制，2013（1）：149-150.

作者單位

許繼電氣股份有限公司 河南省許昌市 461000endprint

虛端子無法對常規變電站匯總可見斷開點進行設置，其中的保護裝置都是通過在硬壓板的出口處進行設置，從而保證保護功能的使用，回路整體可以擁有明顯的斷開點。在回路進行虛擬化之后，目前很過繼電保護廠商，最長使用的做法進行通過GOOSE出口軟壓板設置，確保信息能夠正常從發送方大搜接受方，從邏輯上保證接受方和發送方在隔離基礎上的傳輸。

2.2設計流程

根據智能變電站的二次系統設計特點，采用SV和GOOSE數據流向圖以及裝置物理連接圖，對變電站的額二次回路設計進行完善，并通過全站的虛端子連接表在設計中不斷優化。變電站的二次設計圖紙，應按照設備電壓等級和配電裝置和間隔劃分內容，進行如下設計：

下一步是繪制裝置物理連接圖及全站光纜清冊。裝置物理連接圖反映了設備間光纜連接情況，可以清晰的表達各二次裝置光口之間的物理連接關系，全站光纜清冊，可以體現出全站光纜的接線方式，直接用于指導現場光纜溶接。

首先要根據設計圖紙確定二次系統設計技術方案，明確該過程二次設備的訂貨情況，并各個電壓等級的SV數據流程圖和GOOSE流程圖表進行繪制。這個過程與常規變電站有一定類似之處，其電流、電壓回路和控制信號回路以及保護回路圖可以得到良好的應用。變電站設備之間電流與電壓數據六的連接方式，能夠通過SV數據流圖進行標示，上傳信號。斷路器和隔離開關控制和各保護間的聯系，可以通過GOOSE數據流程來進行完善。

然后是全站虛端子的連接，二次設備廠商在繪制外部物理接口示意圖的同時提供相應Excel表格形式的裝置輸入/輸出虛端子定義。設計人員根據這種定義情況，結合相關原理設計GOOSE和SV之間的連接，然后將虛端子的繪制表格，發送給全站系統集成商，形成系統設計的SCD文件，最后完成整個二次系統回路設計。

3結束語

通過上文對智能變電站二次系統設計方法的分析，可以得出智能變電站的設計開展，是二次系統設備對生產廠家的發展趨勢，工作人員要充分理解這個過程的意義，并掌握設計方法，通過虛端子的設計和應用，對二次系統設計進行完善，確保變電站能夠更好的為人們的服務。

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[5]馬杰，李磊，黃德斌，唐毅，李乃永，丁希亮.智能變電站二次系統全過程管控平臺研究與實踐[J].電力系統保護與控制，2013（1）：149-150.

作者單位

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虛端子無法對常規變電站匯總可見斷開點進行設置，其中的保護裝置都是通過在硬壓板的出口處進行設置，從而保證保護功能的使用，回路整體可以擁有明顯的斷開點。在回路進行虛擬化之后，目前很過繼電保護廠商，最長使用的做法進行通過GOOSE出口軟壓板設置，確保信息能夠正常從發送方大搜接受方，從邏輯上保證接受方和發送方在隔離基礎上的傳輸。

2.2設計流程

根據智能變電站的二次系統設計特點，采用SV和GOOSE數據流向圖以及裝置物理連接圖，對變電站的額二次回路設計進行完善，并通過全站的虛端子連接表在設計中不斷優化。變電站的二次設計圖紙，應按照設備電壓等級和配電裝置和間隔劃分內容，進行如下設計：

下一步是繪制裝置物理連接圖及全站光纜清冊。裝置物理連接圖反映了設備間光纜連接情況，可以清晰的表達各二次裝置光口之間的物理連接關系，全站光纜清冊，可以體現出全站光纜的接線方式，直接用于指導現場光纜溶接。

首先要根據設計圖紙確定二次系統設計技術方案，明確該過程二次設備的訂貨情況，并各個電壓等級的SV數據流程圖和GOOSE流程圖表進行繪制。這個過程與常規變電站有一定類似之處，其電流、電壓回路和控制信號回路以及保護回路圖可以得到良好的應用。變電站設備之間電流與電壓數據六的連接方式，能夠通過SV數據流圖進行標示，上傳信號。斷路器和隔離開關控制和各保護間的聯系，可以通過GOOSE數據流程來進行完善。

然后是全站虛端子的連接，二次設備廠商在繪制外部物理接口示意圖的同時提供相應Excel表格形式的裝置輸入/輸出虛端子定義。設計人員根據這種定義情況，結合相關原理設計GOOSE和SV之間的連接，然后將虛端子的繪制表格，發送給全站系統集成商，形成系統設計的SCD文件，最后完成整個二次系統回路設計。

3結束語

通過上文對智能變電站二次系統設計方法的分析，可以得出智能變電站的設計開展，是二次系統設備對生產廠家的發展趨勢，工作人員要充分理解這個過程的意義，并掌握設計方法，通過虛端子的設計和應用，對二次系統設計進行完善，確保變電站能夠更好的為人們的服務。

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作者單位

許繼電氣股份有限公司 河南省許昌市 461000endprint