數字化變電站電氣二次設計

許爽++蔡文嬋

摘 要：所謂的數字化變電站指的是對變電站信息輸出、信息處理以及信息收集過程中利用數字化設備和技術，進而實現變電站的數字化運行。該文所研究的電氣二次設計針對的是主線路一次設備實施的一次設備檢測設計、設備參數測量設計和控制電路設計。因此，應當充分發揮電氣二次設計的優勢作用，建立完善的數字化變電站監控系統。

關鍵詞：數字化變電站 二次設計 監控系統

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0008-02

要想在數字化變電站監控之中切實發揮出電氣二次設計的作用，就必須清楚的了解、掌握數字化變電站二次設計的步驟，并對其進一步研究，從而更好地掌握網絡結構與端子排圖設計，正確的選擇智能設備，進而為確保數字化變電站的穩定運行，提升數字化變電站運行質量奠定堅實的基礎。

1 數字化變電站

隨著自動化、智能一次設備技術、電子式互感器技術和數字化變電站運行操作技術的逐步升級，現代化技術的快速融合，這類技術已經逐步走向成熟，計算機網絡應用技術的發展極大地推動了數字化變電站系統建設，給我國電網系統建設提供了新的發展契機。我國數字化變電站建設至今已經取得了一定的成績，進入到了工程實踐階段。我國第一座數字化變電站于2006年杜爾伯特草原投入正式運營，它實現了我國電網技術上的優化和精細化突破。通過數字化變電站的建設極大地提升了我國電網的現代化技術應用水平、增強了輸配電和電網調度能力，同時數字化變電站也有效地降低變電站建設成本。

當今時代是一個信息、技術高速發達的社會，想要在不同領域取得良好的成績，必須要充分利用現代化科學技術優勢，而數字化變電站就是利用數字化設備和技術進行信息收集、傳輸、處理和輸出的操作，完成了變電站的數字化運行。總的來講，數字化變電站具有以下幾點特征：擁有網路化通信、智能化設備、自動化運行管理和統一化通信協議和模型。建設數字化變電站的重要基礎，就是將一次設備、二次設備完全轉化為智能設備，并且同其他設備交換控制命令，做好信息接口的處理工作。必須要時刻保持好智能化設備運行狀態，維護智能化設備自身健康，現用的設備均具有自我在線檢測能力，能夠及時進行自身健康裝填檢測，并將檢測信息及時反饋給設備，由系統進行綜合的健康狀態判斷，采取適當的處理。

2 電氣二次設計

明確電氣二次設計的對象是做好電氣二次設備工作的關鍵所在。一般來講，電氣二次設計對象主要包括：直流電源系統、工業電視系統、變電站計算機監控系統、自動化工程安全監測系統以及元件繼電保護等。同時，還要對電氣二次設計過程可能遇見的問題進行綜合的歸納和總結。常見的電氣二次設計問題有：繼電保護問題、電氣安全問題、光纖縱差保護問題等。下面就這幾點電氣二次設計問題進行簡要論述。

繼電保護問題，是指對元件及系統進行的繼電保護。其中，對元件進行的繼電保護主要是指對變壓器的繼電保護，也就是要對變電站變壓器、變壓器組、發動機所實施的保護。而對系統的繼電保護則主要是指將系統之中無法正常運行的故障元件予以切除。繼電保護運行過程中保護裝置拒動問題較為常見，采取雙重化配置可以有效解決這一問題，但是一旦采用這保護裝置，那么在應用時就必須將相關電源全部切斷，所以在實際的運行過程中都必須給每一套保護裝置配備獨立的交流電壓和電流回路，以確保各套保護裝置運行停止時，不會受其他裝置影響也不對其他裝置產生影響。

電氣安全問題，也是電氣設計中必要考慮的問題，電氣二次設計不僅要確保設計專業化，同時還要做好重大生產事故的預防工作，確保電力系統的安全生產。所以，在數字化變電站的電氣二次設計時，安全防誤裝置的安裝是十分必要的，需要注意的是該裝置的安裝與電力系統的設計、施工、投入運行必須保持一致，也只有如此，才能夠確保該裝置全程參與到電力系統運行之中。

實施光纖縱差保護，主要依靠的兩側的電氣量轉換數字信號，而實現的光纖雙側通訊，從而達到兩側電氣量差動比較保護。光纖縱差保護回路線纜可以較長，相對于一般差動保護而言具有一定的優勢，且不會引發較大的回路負載問題。同時，光纖還具備著較強的防電、防雷能力，信息的傳輸距離較長，傳輸的信息量也較大。但受到繼電保護系統同通信系統連接上所存在的設計盲區影響，至今尚未形成一個有效的繼電保護與通信系統的整體低阻抗二次系統平面，造成了光纖縱差保護通道告警自愈切換時間過長，想要解決這一問題，就必須要在設計時考慮到通信機房與繼電保護室之間接地銅排的鋪設，采用外屏蔽層加強通信機房之間的連接保護。

3 數字化變電站電氣二次設計

可以說在變電站監控系統中電氣二次設備不僅占據著十分重要的地位，也同樣起著十分重要的作用。一般情況下，數字化變電站電氣二次設計的基礎步驟，主要包括以下幾點。

智能設備其是由二次設備、電子式互感器、智能開關共同組成的。因此，要想做好電氣二次設計，就必須做好二次設備、電子式互感器、智能開關的選擇工作。一般來講，在選擇二次設備的時候，應該確保所選擇的二次設備能夠網絡化；在電子式互感器的選擇上，目前我國多使用電子式互感器；在智能開關的選擇上，我國的數字化變電站多數采用的都是智能終端與傳統開關相互組合的智能開關結構。也有極少數采用理想智能開關模式，這是因為理想智能開關的造價是十分高昂的。

在網絡結構設計上，其主要可以分為三個層次，站控層、間隔層、過程層。站控層的網絡結構多為星型以太網，而設計站控層的根本目的，主要是為了管理監控層與過程層，使網絡結構能夠與調度中心始終保持良好的通信狀態。設計間隔層的根本目的，主要是為了實施監控，因此，間隔層的測控設備主要采取GOOSE協議、點對點技術，以此來實現信息的有效互換。過程層則主要由智能終端、電子式互感器、合并單位共同組成。

在電氣裝置的二次設計上，其主要包括對保護裝置、監控裝置、智能裝置的電氣二次設計。

在組屏方案設計上，其重點就在于不同電壓等級的只能裝置、合并單元單獨組屏。

在端子排圖設計上，如何防治電線電纜老化時期最值得注意的問題，這是因為在端子排圖設計過程中勢必會運用到光線電纜。同時，在端子排圖設計過程中還必須將那些不必要的端子排連接設計進行取消，進一步簡化冗余的控制回路，從而減少電力事故發生的可能性。

4 結語

總而言之，數字化變電站電氣二次設計就是要優化變電站系統，不斷提升變電站的運行效率和安全系數，實施有效的變電站運行模式，深入挖掘電力資源優勢，更好地滿足現代化發展需要。因此，必須要深入了解數字化變電站電氣二次設計的重要性和可行性，充分發揮數字化技術優勢，全面加強變電站的信息系統建設，降低變電站建設總造價，提升變電站安全使用系數。

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