摘要：随着电力系统技术的不断发展，目前在电力系统中广泛采用微机成套保护装置，也明显提高了保护装置动作的可靠性。加强对继电保护装置的检查和维护，可以在很大程度上提高保护装置的运行可靠性，因为保护装置一旦出现误动或者拒动造成更大范围内的保护动作将会造成更大的停电范围，故保证保护装置的可靠运行和正确动作十分必要。本文从保护二次系统设计的角度，分析具体的设计方法。
关键词：智能变电站；电气二次系统；优化设计
前言：电气二次系统设计是智能变电站规划设计中的重要内容，重点应对智能变电站进行可靠的设计，保证后期变电站在运行的过程中不会出现较大的问题，本文所述的智能变电站二次系统的设计方法对于提高电气二次系统设计水平具有一定的价值。
1电气二次设计概述
和电气一次系统设计相比，电气二次设计涉及到的内容更多，需要考虑到的因素也较多，需要考虑到变电站中具有的一次设备、运行特点、和技术经济指标等。电力系统中涉及到多种二次系统保护装置，各个保护系统之间应能实现协调运行，并且各套保护之间应相互配合。如变电站主控室中包括多套保护装置，如主变成套继电保护装置，线路保护装置和故障录波器等，各套保护之间应协调运行，保证电力系统的安全稳定运行。整个二次系统可以实现对电力一次系统的可靠保护，当电网发生故障时，也可以通过分析各套二次系统中记录的数据进行故障的综合判断，这样得到的信息也较为全面，也能够为今后处理类似的故障问题积累一定的经验。加强电气二次系统中的保护设计，可以保证当变电站中出现故障时，保护能够可靠动作切除故障。
2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。
3智能变电站的电子式电流互感器
电子式电流互感器是智能变电站的关键元件，作为一种测量用的装置，可分为有源型、无源型、全光纤型，其可靠性直接决定了电力系统的稳定运行。有源型电子式电流互感器具有结构简单、可靠性高的优点，其工作原理是将高压侧电流信号经过发光原件转化为光信号，之后再由光纤将其运输到低压边。无源型电子式电流互感器的优点是无磁饱和现象，光纤具有良好的绝缘性能，可以在变电站复杂的电磁环境中正常运行。且变压器的运行时间比较长，其工作原理是应用法拉第电磁感应，通过磁场产生的偏振电流信号来对光波进行调整。全光纤型电子式电流互感器的传感头由光纤制成，具有精确度高、可靠性强的优点，但由于采用的光纤比普通光纤要求更高，生产成本也比较高。
4智能变电的合并单元
由于不同厂家生产出来的产品在输出信号上存在较大差异，导致在智能变电站中互操作性较差。合并单元为解决该类问题被提出，单元合并可有效实现数据共享化与一体化，有效增加了变电站的智能度。合并单元的功能是合并互感器输出的电流及电压信号，将同步采集的这些信息转化为数字信号，使这些信号转化为具有统一标准的格式，之后再发送给二次保护以及控制设备。合并单元一般可以分为母线合并单元和间隔合并单元，母线合并单元采集的主要是母线电压，并且还可以通过软件自动将电压进行并列。间隔合并单元一般采集的是线路、变压器等间隔电气量，包括三相保护电流、同期电压、零序电流等。当前运用比较多的是IEC60044-8串行数据接口标准，将GPS作为时钟源，随着科学技术不断发展，合并单元所出现的网络延时、采样报文等问题会逐渐解决，合并单元的数据处理能力以及可靠性也将逐步上升。
5智能变电站的智能终端
智能终端的硬件设计主要以ARM以及FPGA为中心组成，其中包括：（1）电源板电路的设计；电源模板是为每一个智能终端提供电源，促进系统的稳定。（2）ARM设计及外围电路的设计：ARM是智能终端和逻辑控制的芯片主要完成A/D的采集、GOOSE的通信及报文解析。外围电路的设计主要包括了：①时钟电路，主要在处理器安装两个外部时钟，分别是产生高速时钟信号和实时时钟信号。②启动配置电路处理器通过引脚选择了三种不同的启动模式，通过设置选择管脚，对应到各种启动模式的不同物理地址将被映像到启动存储区。③存储电路的设计，所有的外部存储器共享控制器输出的地址、数据和控制信号。等各个智能终端中模块的电路设计原理。
6智能终端的检修压板
在对保护装置进行测验时，很多时候会出现测验动作的报告通过通信口上传的问题，这一过程会影响变电站正常运作，因此在对相关设备进行检修以及测验时，一般会设置装置检修压板。装置检修压板一般分为合并单元检修压板、智能终端检修压板、保护装置检修压板、测量装置检修压板等。在合并单元检修压板操作过程中，将保护装置接收到的数据与检修位置做比较，如果检修位置一致数据则有效，反之则无效。如果检验合并单元格处于一次设备并没有断电的情况下，需要将维护设备断开从而对合并单元格进行检验；保护装置检修压板应用过程中接收到软压板信息则说明该线路正常运行。
7实时监控
目前，智能变电站可借助智能化的计算机技术对站内各设备的运行状态进行实时监控，并记录相应的运行数据进行分析与反馈，进而支撑管理人员与运行人员对变电站情况进行全面了解，为各种突发问题提供及时的解决办法。因此在进行电气二次设计时，需要充分考虑变电站的功能定位，然后根据实际情况对所需要的功能进行选择，同时也要根据实际运行与管理人员的需求，对所设计的系统进行修改与完善，使得变电站的运行愈加稳定安全。
8结语
当前电力行业竞争愈发激烈，人们对电力需求越来越大，供电单位面临着新的挑战。电力企业想要扩大营销则必须时刻提高自己在电力调度运行中的电力技术水平，在智能化变电站电器二次系统的设计，工作人员应该时刻关注变电站运行状态，提高整个系统的安全性，积极落实责任制度，利用智能变电站有效节约人力物力，提升变电效率及企业经济效益。
参考文献
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