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摘要：智能变电站电气二次系统的复杂程度比较高，其主要作用是负责变电站内各种电气设备的控制和调节。通过查阅大量的资料，对智能变电站电气二次系统进行合理的优化设计，以保障智能变电站电气二次系统的设计质量。
关键词：智能变电站；电气二次；设计
1虚端子定义
伴随智能变电站研究的深入，站内的一部分信息都以数字信息的形式在光缆内传递（例如，保护装置间的分合闸出口、各类信号的交换和采样数据的传递等），传统意义上的端子数量大量减少。但是，端子的减少并不意味着二次回路原理的改变，其只是以另一种形式存在。因此，原有对应开关量输入、开关量输出、模拟量输入的端子，此刻分别对应于GOOSE输入、GOOSE输出、SV输入，这类信号统称为虚端子。虚端子的特征如下：
①允许一对多，不允许多对一；
②虚端子的存在，实现了逻辑上的传递方与接收方之间的分隔。
2智能变电站二次系统设计
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；
③IED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。
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图1 500kV线路合并单元电压采样数据流图
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图2 主变合并单元电压采样数据流图
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。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，如图1图2所示。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。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。
2.3全站虚端子连接表
根据数据流图和装置物理连接图，建立Excel格式的全站虚端子表。该虚端子表需要清晰明确表达全站的二次回路数据传输和虚二次回路的连接关系。虚端子表需要有详细的接收方、发送方及其对应的数据描述和数据类型。
3就地智能控制柜二次回路设计简化
3.1减少断路器/刀闸辅助接点数量
将一副常闭、一副常开辅助接点采集，通过开入插件将信息传递至CPU，利用GOOSE报文向IED发送位置信息。这样所有IED只能接受唯一一个信号源的位置信息，且所有IED关于开关位置的信息保持一致。此外，根据装置的需求完成单双点信号设置。通过此方法，辅助接点的数量大量减少，能实现一半以上的节约。
3.2简化断路器总位置信号回路
直接利用逻辑判断，就能完成通过分相跳合闸位置合成断路器的跳合闸总位置。GOOSE报文的存在避免了对信息的冗余采集，完成了二次接线的精简。
3.3跨间隔横向电气联闭锁回路取消
基于GOOSE报文的广播机制，能实现多个间隔位置共享，且本间隔测控装置能完成间隔内的五防逻辑闭锁。改造时，仅需要修改配置和增加逻辑节点，即可完成二次接线的简化，提高回路的可靠性。
3.4取消冗余控制开关
取消控制转换开关装置，取消与其相关联的二次回路，一定程度上完成了二次回路接线的简易化，降低了误操作的可能性。
3.5简化电压并列切换回路
以SV信号的形式取母线电压；以GOOSE信号的形式去开关位置；经由母线电压合并单元，实现各间隔间的电压级联。该方法从源头上避免了二次反充电现象。
可见，这些设计明显简化了智能控制柜的二次回路，具有优点：节约投资成本，降低事故发生的可能性，减少现场调试任务，缩短工程周期，提高设备的集成度，实现更方便、更可靠。
结语
通过上文对智能变电站二次系统设计方法的分析，可以得出智能变电站的设计开展，是二次系统设备对生产厂家的发展趋势，工作人员要充分理解这个过程的意义，并掌握设计方法，通过虚端子的设计和应用，对二次系统设计进行完善，确保变电站能够更好的为人们的服务。
参考文献
[1]张军.智能变电站二次系统分析及研究[D].天津：天津大学，2017.
[2]李涛，杨桂丹.智能变电站二次安全防护系统设计与应用研究[J].电气应用,2013.