摘要：现阶段，我国科学技术水平显著提升，我国电网领域的工程设计与建设愈发的走向智能化。智能变电站的出现就是很好的例子。而电气的二次设计，乃是整个智能变电站设计中十分重要的组成部分，甚至关系着整个设计的成败，故而相关的工作人员应当对智能变电站中的电气二次设计提起应有的重视。本文就智能变电站电气二次设计中常见的一些问题做一个深入的研究。
关键词：智能变电站；电气二次设计；常见问题
引言
在科技发展的推动下，我国的智能技术越来越成熟。变电站对其应用十分的广泛，也逐渐合理，通过更加先进合理的技术和方法，这将会使变电站的发展向前迈进一大步。随着智能变电站研究的不断深入，目前来说，变电站二次电气设计也更加的受到关注。步入现代，科技高速的发展，为了保证智能变电站的正常运行，应当保证其二次设备的正常工作状态。并且这部分的设备通常是8部分组成，一部分是测量控制、远程传输、在线检测和故障录波广播装置，另一部分包括继电保护、误锁、电压无功控制和同步运行。同时，为了维护和确保二次设备系统运行的稳定性和有效性，需要对8部分设备进行标准化。目前，由于智能变电站越来越重视数据资源的充分利用和共享，智能变电站的二次分析和设计对变电站的正常运行起着至关重要的作用。
1智能变电站
变电站的作用是将高低压电相互转化，方便较长距离之间的电量传输，减少传输中的能量损耗。近几年智能电子的兴起迅速推动我国各个行业的改革，也使我国传统变电站受到了挑战。当前，我国各省正在积极开展智能变电站改革工作，智能变电站是当前推行智能电网业务、实现电网系统信息化的关键环节。根据《国家电网公司智能变电站技术导则》，智能变电站是采用先进环保的智能设备，以各级电网协调发展为基础，以全站信息数字化、监控实时化、信息共享化为基本要求，用光纤取代传统电缆，避免了在直流接地过程中所引起断路器暂停工作情况的发生，智能变电站综合信息化、数字化、实时化为一体，更适合现代电网发展的要求，其重要性主要包括以下几点。（1）光纤在电磁兼容方面较传统的电缆表现更好，智能变电站信号传输采用光纤可以不受电磁场影响，使用寿命也比较长。（2）智能变电站对过程层与间隔层设备进行了升级，并且也实现了统一通信规范，整个智能变电站对于数据及设备行为的命名、描述都进行了统一规范，其通信规范已经更改为IEC61850，确保不同厂家生产的设备都可使用到变电站中。（3）智能变电站更加突出数字化功能，整个智能变电站系统中信息的输入、输出、整理、控制更加全面准确，减少了人工干预，有效节约了大量人力物力。
2智能变电站的优势
不同于常规的变电站，智能变电站有多个过程层，使得智能变电站具备了更高的数字化水平。此外，就是间隔层的网络化，让信息交换更加高效，信息交换率得到了显著的提升。智能化发展是变电站的一种趋势，当下智能变电站已经在不断发展，在电力领域受到人们的欢迎和认可。而关于智能变电站，其实人们也是保持着非常看好的态度，借助对信息技术的应用，可以让智能变电站中信息传输更加高效，实现信息的共享。在智能变电站中，有故障诊断以及在线监测的功能，可以让工作人员对智能变电站的各方面情况展开监控。对于智能变电站的故障，也可以在智能系统的支持下，实现自动诊断，从而及时采取解决措施。
3问题分析
第一，电气稳定性。电气二次设计要求工作人员做好电气线路设计分析，避免设计时产生安全事故。安全保护方案设计是把安全保护装置应用到电气系统，如二次回路设计时发生跳闸与保护跳闸等装置失灵问题。所以，要求确保电子与正电源具备至少一个端子。第二，继电保护。发各套保护装置与断路器回路启停对其他系统造成影响，系统内构件发生异常故障，保护系统拒动等。要求设计师对继电保护装置设置多项保护配置，确保保护装置和保护回路运行独立性，防止装置和回路相互影响。此外，还需消除故障构件，提高保护装置动作灵敏性与准确性。第三，纵差保护。变电站内光纤通讯系统和保护系统设计问题，导致难以形成完整的二次系统低阻抗平面，减缓保护系统转换灵敏性。由此，设计时需采取接地铜排，继电保护室和通讯机房连接，同时将屏蔽双绞线和光电转换构件采取保护接地。第四，流压变化。变电站智能化设计导致继电保护电流与电压互感器具有的测量设备发生变化，测量准确性降低从而制约继电保护电流和电压。所以，设计师需通过光电互感器更换互感器，简化二次的保护与测量设备。第五，装置接口规格不统一。在设计图已经审核完毕，就要投入现场施工的过程中。倘若设计图中对应当要购买的装置规格标注不统一，或者干脆未为即将要购买的装置进行规格标注，这样一来，有可能会导致装置接口的规格无法进行统一。倘若装置接口的规格无法进行统一，那么接下来的施工过程也就没有办法继续。但实际情况时，在很多时候，有关人员在进行施工招标设计图的绘制时，由于整个设计图纸过程的繁复复杂，也由于各施工单位在装置规格方面并没有统一的规定，导致图纸设计流程完成之后，依照图纸来采买的装置没有办法满足当前的施工要求，这是一个值得注意的问题。
4电气二次设计要点
4.1智能化变电站设备选择要点
目前，在智能变电站中，它经常与电网相连。通过这样的操作，二次电气设备可以有效地支持智能变电站的平稳运行。目前，在智能变电站二次电气设计中，智能开关和电子传感器的设计容易出现以下问题：（1）智能开关的选择必须根据实际情况选择最合适的开关。在众多的选择中，智能开关是最科学、最合理的。智能开关的使用对整个智能变电站的正常运行起着重要的作用。智能开关的选择合理，不仅会影响整个智能变电站的在线监控功能，还会严重影响整个智能变电站的智能控制功能。此外，为了合理使用智能交换机，它还可以对实现数字化起到很大的作用。智能交换机也有一些缺点，比如智能交换机的成本和维护成本都比较高。（2）如果在智能变电站中使用总开关，虽然开关可以提供数字接口，但在这种情况下不能使用在线监测功能。
（3）在选择电子式互感器时，经常会遇到选择有源或无源电子式互感器的问题。目前，在实际的选择过程中，越来越多的人喜欢选择有源电子变压器，因为这种形式的电子变压器采用激光匹配，使得整个电源的稳定性有了很大的提高。以光学传感技术为原理的无源电子变压器不仅价格昂贵，而且这种电子变压器的稳定性也不高，因此很多人会选择第一种电子变压器。
4.2通信规约选择要点
在智能变电站的二次设计中，通常选择不同通信规约是存在差异的。其中，103规约对站控层比较适合。103规约选择的是常规设计形式，但是这种规约也有一定的不足，就是在操作方面还是没有太多的优势。103规约主要是适合于常规变电站。IEC61850规约是另外一种类型。在智能变电站的实施中，这种规约有着不错的实施性，但是也有非常明显的缺点，即成本非常高。在过程层网络中，IEC61850规约更加适用。因为这种规约运用FT3帧格式，有着诸多的优点，实施性更好，传输延时比较固定。此外，还有IEC600448规约，也是一种通信规约，针对对象设计，构建出的智能变电站各方面都很完美。但是这种规约在智能变电站中，局限性也是比较大的，传输延时不固定，同时稳定性有所不足，成本也非常高。不同的通信规约，有着不同的特点以及优势，在智能变电站的电气二次设计中，要注重对通信规约的合理选择。相对来说，IEC61850通信规约应用更多，综合性能要更好一些。
4.3设备网络的设计
对电气设计系统中的现有网络的完善工作，是实现智能化通信的首要条件。利用现代电子通信技术中的光纤电缆替代传统型较为厚重的电缆，不仅能够在设计中加强安全性能，同时也提升了传输信号的效率。采用单独的数据线路强化设计方案，能够降低其他设备运行对通信信号的影响，使信号干扰持续减弱。其中MMS、GOOSE、SNTP三网合一的技术构建模式，能够在100M星型双网结构的基础上，进行双网双工高效运行。在SNTP机制的实现过程中，还能够对SV、GOOSE与时报文的共网传输效率予以大幅提升。
4.4配置动态检测系统
动态监测系统的主要作用是对设备进行动态化与实时化的监测，进行优化设计时，一方面应实现辅助系统主机和动态监测系统主机的整合，确保其成为一种结合多种功能于一体的服务器，而后将变电站中的自动化系统与安全隔离装置进行深入的了解，对设备的实际运行情况进行判断。另一方面，在主变压器中，其主要监测对象是油的温度、微水、油中的气体以及铁芯电流等。DGA作为一种光谱分析技术，能够更加准确地反映多种缺陷与故障，并且进行在线检测，具有非常好的实际应用价值，所以，应对多种DGA监测原理进行深入分析和对比，从而选择燃料电池作为检测DGA原理的基本方法。
4.5电流互感器的二次参数优化
智能变电站在选用常规的电路互感器配置合并单元这一方案的时候，合并单元就近安装在了高压室互感器旁边的汇控柜子中。在智能变电站电气二次系统的施工智障主要保护采用遵守我国六个统一、后备保护相结合的配置方案，依据我国十八项反措原则两套保护都必须接到两个不同的合并单元中，最后再分别接到主保护和后备保护中。模拟量经过合并单元的转换之后就变成了数字的形式，相对应的数字量也会经过组网来最终达到多个设备的共享数据中。与智能变电站的二次组网分配原则相结合，能够对电力互感器中的二次绕组的数量进行优化配置。例如：（1）所有变电站内的保护装置均公用同一套电流互感器绕组。（2）测控装置、电表装置、和故障录波器同时使用同一个电力互感器绕组。（3）取消变压器高、中压侧套管电流互感器等措施。
4.6利用直流以及交流控制电源
在统计变电站中直流负荷的过程中，应该满足改造以及扩建的需求，同时需要根据各个省份的电气电网技术，合理地规划直流空开设备接口的使用分配。若接口不足，应该根据实际情况增加直流馈线。此外，若增加接口后还会出现不足的现象，可以根据实际情况将直流负荷直接通过母线连接到电缆上，同时需要在交流环网中连接改造的交流负荷，根据实际扩建情况增设交流电回路，高效完成设计。
结语
在智能变电站开展电气二次设计中，需要注重在智能设备上的合理选择，并对通信规约以及网络结构进行合理设计。技术的进步以及经济的发展，为智能变电站的设计提供了重要的基础。为了让智能变电站设计保持非常好的水平，需要设计人员对智能变电站电气二次设计的要点足够明确以及熟悉，以将智能变电站的优势充分体现出来，为智能变电站的未来发展奠定基础。
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