周嫣蕾 姜涛
国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 江苏 212000
摘要：随着我国居民对电量的需求不断增加，对于智能变电站电气二次系统设计的要求也越来越高，智能变电站的二次系统采用智能组件、大量的光纤代替了传统变电站的二次电缆，应用通信技术、计算机技术来对电气设备进行控制，通过对数据分析来实现对变电站的实时监控，从而有效提高变电站输电能力，充分发挥智能变电站占地少、效率高的特点。为促进我国变电站电力设施进一步智能化，在接下来的工作中需要积极改进对智能变电站电气二次系统进行研究，确保智能变电站更加安全高效的运行。
关键词：电力工程；能变电站；二次系统
引言
在数字化变电站的设计过程中，需要考虑多各个技术方面，包括对用户的供电可靠性、经济效益、变电所的建设成本、投资回报率等。其中数字化变电站是目前发展的趋势，可对现有的变电站进行综合自动化改造，以提高变电站的数字化水平和供电可靠性。在数字化变电站的设计过程中，需要对相关的设计要点进行考虑，为此本文重点分析了数字化变电站的相关设计要点。
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、数字化变电站二次系统的设计
在数字化变电站二次系统的设计中，由于在数字化变电站中广泛采用光纤代替传统的电缆，故大部分是采用网络通信的方式，保护信息的传递也更为可靠，速度也比传统的变电站更快。以下分别介绍数字化变电站二次系统中的各套系统的设计关键点。数字化变电站可以分为三层，即过程层、间隔层和站控层，整个变电站二次系统的数据信息应能实现灵活交互，通过网络系统统一为一个整体。在网架结构和网络通信设备的布置方面，严格按照相关的要求进行，提高数字化变电站的通信效率和网络安全信息化水平。在变电站中的交直流电源设计方面，二次业务系统应具有双电源模式，保证当其中一路电源断开之后，另外一路电源能够可靠供应。在二次保护装置的设计中，应对端子排的布置进行合理规划，保证在施工过程中也较为方便，不会出现因为接线错误导致的保护误动情况发生。
对于自动化设备，同样应该设置两套进行冗余配置，包括远动通信管理机、调度数据网等设施，这样可以保证变电站的通信数据不会出现中断的情况发生。同时，在二次系统的设计中，应该考虑到具有的建设经济成本，以取得较好的经济效益。
3、二次系统建模与二次回路“数字化设计”
3.1数字化设计现状
多数一次设备厂家的二次设计和二次设备厂家未采用三维设计软件进行智能控制柜、保护测控柜等二次屏柜的设计和布置，因此在设计时采用三维设计平台绘制智能控制柜、保护测控柜等二次屏柜时无须考虑与设备厂家的接口问题。主要二次设备制造商根据需求采用不同的设计软件提升工作效率，而在进行数字化二次回路设计时要体现完整回路，就需在厂家图纸上提供一个接口，实现数据库导入，完整体现与光电缆一致的原理。但不同设备厂家采用的设计软件不同，难以实现其兼容性，不具有可行性。北京四方采用德国Ｅｐｌａｎ设计软件，该软件具备原理图绘制后直接生成端子排图、装置背板图、电缆清册、光缆清册材料清单等功能。南瑞继保基于ＣＡＤ开发的设计软件，具备原理图绘制后自动生成背板图、端子排图、开关压板清单等功能。西开二次采用德国基于Ｖｅｓａｌ的ＥＢ设计软件，亦采用该软件自动生成端子排图的功能，其他功能未使用。通过二次系统接线的数字化设计，绘制电气原理图，实现接线信息的入库，自动生成虚回路图、光纤接线图、交换机配置图、端子排图、电缆清册、光缆接线表和设备材料表等，提高电气原理图的对侧链接信息的正确性，保证端子排图及各类报表与数据库信息的一致性，优化电缆选型，提高设计成品质量。
3.2电缆回路设计
针对智能变电站常规回路设计内容特点，基于Ａｕｔｏ－ＣＡＤ的操作界面，通过导入的设备原理图进行属性定义，可快速完成二次原理接线图（控制、保护、信号）的设计，原理图完成后可生成端子排接线图和电缆连接清册、材料表。通过电缆敷设模块完成电缆清册生成及长度计算。
3.3光缆回路设计
针对智能变电站设计内容特点开发的智能变电站设计系统，基于ＡｕｔｏＣＡＤ的操作界面，通过导入智能装置的ＩＣＤ文件，经虚回路、交换机端口配置，自动输出ｄｗｇ图纸、Ｅｘｃｅｌ表格等各类设计结果，导出全站ＳＣＤ配置文件，可提高智能变电站二次设计工作效率，解决设计过程中遇到的智能变电站特有的问题，加深智能变电站设计深度，完善设计内容。智能设计软件应具备如下功能：支持对ＩＣＤ文件中物理端口的解析；支持屏柜内部物理通信回路的设计；支持导出ＳＳＤ及ＳＣＤ可视化功能；支持同名虚端子自动连接。
3.4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。
结束语
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
[1]修黎明,高湛军,黄德斌,唐毅.智能变电站二次系统设计方法研究[J].电力系统保护与控制,2012,40(22):124-128.
[2]胡刚,夏勇军,蔡勇,陶骞,陈宏.智能变电站二次系统设计现状和展望[J].湖北电力,2010,34(S1):58-60.