摘要：智能变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解智能变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥智能技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。
关键词：智能变电站；电气二次设计；问题；对策
一、智能化变电站优势分析
智能化变电站以智能化技术为依托，智能化变电站包括一次设备和二次设备，另外，智能化技术促进了电气设备之间的数据共享，提高了变电站运行效率。智能变电站的优势显著，它促进了电气一次设备在智能化系统中的应用，也为二次设备的稳定流畅运行；网络化技术是智能化变电站的主要支撑技术，它促进了数据信息在变电站主控系统中的传导，减少了很多信号传输环节，提高了变电站系统整体运行效率；可视化操作体系是智能化电气二次设备的重要组成部分，实现了监控、诊断、故障处理的一体化运行。
二、基于虚端子的智能变电站二次虚回路的设计
智能变电站中，需要利用全站的虚端子接线表、全站设备SV/GOOSE的数据流向图及各装置之间的物理连接图，设计全站的二次回路。具体流程如下：（1）按照变电站各个间隔和设备的电压等级分成几个部分，根据订购设备的型号和初期设计，分电压等级绘制各个间隔的SV/GOOSE数据流图；（2）绘制全职的装置物理连接图，制定全站的光缆清单。装置物理连接图能完整展示全站各个设备之间的光缆连接情况，也能全面展现全站的光缆清单；（3）IED生产商能以Excel表格格式提供相关设备的输入/输出虚端子的定义。根据厂家提供的定义，设计人员能完成虚端子连接表，完成SCD文件的制作，之后下载进各个装置。
2.1设计SV/GOOSE数据流图
设计中选择直采直跳方案，各类数据除了部分以点对点的方式传输，其余通过交换机以广播的方式传输。合并单元直接采集互感器所获电流电压，以数字信号的形式点对点传输给保护装置。传输标准选择IEC61850-9-2，并通过交换机发给需要数据的智能电子设备。交换机的对时标准选择IRIG-B。SV数据通过交换机将被发送给线路测控、故障录波、线路电度表和同步相量测量装置（PMU）。在500kV间隔中，边断路器的电流合并单元将采样数据发送至500kV线路保护（只与线路相连的有）、500kV断路器保护和500kV母线保护（与该断路器相连母线），只与主变相连的断路器的断路器电流合并，才需要发送至主变保护。而中开关的电流合并单元需要将采样数据送至主变保护，而不需要送给500kV母线保护。此外，500kV间隔中的线路电压合并单元与主变合并单元的电压采样数据流。线路合并单元需要将数据发送至与线路相连断路器的断路器保护处，好需要送一组单相电压作为中断路器的同期电压。主变电压合并单元需要送一组单相电压给边断路器和500kV线路电压合并单元，作为其同期电压。
2.2装置物理连接图
装置物理连接图是用来表达站控层、间隔层和过程层交换机的光缆连接方式。通过各个交换机之间的连接，根据设计的SV/GOOSE数据流图，确定每根光缆所链接的两个设备的光口类型，从而选出与之相符的光缆型号。光缆清单是按照这个方式确定的全站的光缆型号与连接方式的清单。实际上，保护装置一般为直采直跳，即保护装置与智能终端间有直接光缆连接。过程层交换机连接中心交换机，其中PMU、故障录波等设备通过中心交换机获取相应的电压值、电流值、断路器位置及保护动作信息。
三、智能化变电站电气二次设备设计要点
3.1智能化设备整合
在智能化变电站电气二次设备设计过程中结合上述设计问题，全面进行智能化设备整合。
设计师在选择智能开关的时候，要根据传统开关的情况，对设计方案进行灵活调整，同时变电站中所有的二次设备接口都要进行数字化转化，同时电气二次设备接口与智能终端机连接。这样的方式不仅可以减少成本投资，也能够提高智能化程度，但是因为数据线路监控设备有所欠缺，在智能化程度上还不够完善。数字化接口处可以添加有源性电子互感器，或者无源性电子互感器等方式，使电源与电路相互匹配，这样就可以解决电源本身存在的稳定性问题。无源性互感器采用光学传感技术，最主要的问题就是成本比较高，所以在国内应用还不够普遍；设计师设计时建立在IEC61850自动化系统之上，本次设计系统能够全面进行电气二次设备网络化转变，变电站中各个打印设备相互连接，实现了设备管理控制的集成化，一体化。
3.2直流通信电源整合
蓄电池是电气二次设备电源的主要组成部分，设计师设计时将蓄电池容量设计为2h独立发电，在不同的区域，都会设置变电站，如果变电站比较偏远，设计就需要采用4h或者2h独立发电的方式。智能化电气二次设备要采用整合直流电源方案，这种分段式开关设计的方式能够最大限度满足变电站运行需求。采用直流通信电源整合设计，会保留直流供电线路，但是会通过分别设计48v线路直流母线和220v线路两条直流母线，根据变电站实际电流负荷情况进行蓄电池容量设计，另外，必须要单独的通信线路。
3.3通信规约的选择
进行智能化二次设备改造后，设备网络包括两个方面，分别为站控层、过程层，这两个层次具有不同的通信规约。首先，站控层次网络通信规约一般是103，将传统通信规约作为基础，成本能够有效控制，但是互动性操作也会下降，如果选择IEC61850通信规约作为基础，可以达到数字化控制平台构建的要求，但是相对比较使用效果好、成本高。通信规约一般应用与过程层次网络是FT3格式，并且具有传输延时性固定、串口通信要求高等优势，因此在使用过程中可靠性更高，通常信号复杂的过程层次网络中比较适用。
3.4电源一体化智能监控网络的构建
构建电源一体化智能监控网络非常重要，设计师要采用智能化电源监控设备，提高电源监控设备的性能，设计师要整合变电站各子电源监控系统，这样才能够实现监控网络的一体化、规范化，并实现电气二次设备的实时监控。一体化智能监控网络采用的总线连接方式，这样的方式能够将所有设备连接起来，这样不仅可以节约投入。但是智能监控设备由于要具备高处理能力，因此，要采用分布式设计理念。
该设计方案也就是在总线的基础上对每一个电源监控模块均设计相应的监控设备，通过智能化网络端口实现各监控设备的总控制，达到一体化监控的目的。这种设计方案虽然可以大幅度降低监控设备的工作负荷和系统的处理负荷，但所需要的电气二次设备数量大大增加，提高了电气二次设备投资和维护成本。
结语：
智能化变电站是新时期环境发展的产物，其和传统的变电站相比具有诸多的优势，有效地实现了运行和管理的智能化发展，电气二次是智能化变电站中的重点内容，其对智能化变电站的稳定运行具有重要的影响，因此，这就需要相关人员全面掌握智能化变电站中电气二次设计的要点，严格按照要求标准和技术规范进行设计，才能够保证智能化变电站运行的质量。
参考文献：
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