探析数字化变电站电气二次设计

1、探析数字化变电站电气二次设计（浙江省送变电工程公司 浙江杭州310016）摘要：我国电力行业的发展趋势越来越迅猛，朝向数字化智能化方向发 展。数字化变电站电气二次设计的成果则会直接影响到整个变电站的工作，如变 电站的使用安全性能，变电站可获得的经济效益等。数字化变电站中的一次设备 与二次设备是建设数字化变电站的最重要部分，而且一次设备与二次设备必须都 是智能化的设备。电气二次设计的好坏决定到数字化变电站的基木可靠运行。因 此，在进行数字化变电站电气二次设计时，无论是科研人员还是企业领导都要加 强对二次设计的重视程度，在保障企业经济效益和社会整体效益的前提下，对二 次设计的内容进行不断的优化。关

2、键词：数字化；变电站；电气；二次设计引言变电站数字化以及自动化的水平的提升在大大提高变电站工作的效率、 节省掉大量人力的同时更能提高变电设备的运行参数的准确性，进而实现变电工 作的更好完成，维持稳定安全的变电站工作的运行。一、数字化变电站内简介数字化变电站是指通过利用数字化的技术和设备对信息进行收集、传输、 处理以及输出而且实现运行过程数字化的变电站。数字化变电站相比较于传统的 变电站有通信网络化、设备智能化、运行管理自动化等特点。智能化的一次、二 次设备均为数字化变电站建设过程的核心，同时这些设备为了实现设备之间各种 信息相互交换的方便性，特殊功能的通信接口必须都要具备的，除此之外，高性 能

3、的自检能力也是智能化设备所必需的。二、数字化变电站中的电气二次设计1、二次设计原理电气二次设计的对象主要有：工业电视系统、直流电源系统、元件继电 保护、变电站计算机监控系统、直流电源系统、自动化工程安全监测系统等。在 数字化变电站的电气二次设计中，首先需要用到智能设备电子式互感器，电子式 互感器的运用，可以让输出信息传送给各个二次设备更加的方便简洁和准确。互 感器会对变电站所输出的信息进行采样，并通过相对应的量化处理，将其通过光 纤传送给二次设备，为设备的稳定运行提供了极大的保障。a/d变换的取消、采 样保持、多路转换开关等过程，提高了设备的可靠性。智能终端在数字化变电站 智能开关中的增加，实

4、现了控制命令的输出和传输的数字化。变电站设计中所采 用的智能开关是具有智能终端功能的，控制命令以及跳合闸命令的传递由光缆或 光纤进行，并将其输送至智能开关的智能终端，而这就使控制命令的传递实现了 数字化的功能。将一次设备的开关量进行数字化处理后输送至二次设备，又二次 设备将开关输岀量传递到智1能终端，这一过程很好的体现了开关量信息采集、传 输以及输出的数字化功能。二次设备间电气联系的取消提高了系统的可靠性和安全性，方便了设备 的维护和运行，同吋取消了一些设备的使用，节约了二次设计的成本。经过数字 化的一次设备开关量通过光纤传给二次设备，再接着利用光纤将开关输出量传送 至智能终端，这个过程实现了

5、在信息的采集、传输、输出等方面的数字化。电气 二次设计构架主要是指针对主线路的一次设备，进行一次设备参数的测量设计、 检测设计以及控制电路的设计。2、智能设备的选择在数字化变电站中，主要的智能设备包括二次设备、智能开关、电子式 互感器等。其中，对于二次设备，我们智能选择网络化形式的二次设备，因为没 有其他的选择；而对于智能开关的选择，可使用的是智能终端与传统开关相组合 的设备，这也是目前国内主要使用的设备；至于说电子式互感器，一般有无源电 子式互感器和有源电子式互感器这两种选择，而我国目前大多是使用有源电子式 互感器。3、组屏方案的设计在组屏方案的设计上，数字化变电站的组屏设计对于不同的电压i

6、体化 装置，在处理方式上也比较多样化，并且可以将不同的组屏设计相组合，进行优 化处理。数字化变电站的组屏方案使不同等级的电压一体化装置分别组屏，将单独的组屏 合并；另外还有不同于常规组屏方案的设置通信管理机，数字化变电站层的远动 主机和监控主机以及工程师站等设备是放在主控室内的，从而实现了对吋的统一。 对于非智能化设备，要进行单独组屏，而对于变电站的远控主机、监控主机以及 工程师站等智能化电气设备装置则需要相互连接，并口要在主控室内进行。三、电气二次设计过程中需要注意的问题1、对线路进行保护方面对线路进行保护主要由过流保护、距离保护以及线路分相电流差动保护 三个方面组成，具体有以下几个方面体现

7、：第一，过流保护。饱和的电磁式互感 状态会严重影响反时过流保护的动作时间，同时还会造成保护动作时间的延长。 相角精确度在一定程度上也会影响过流保护，主要是因为畸变发生在了二次电流 的波形上，因此在选择非常规互感器时要选择具有无饱和特性的；第二，距离 保护。距离保护的目的是电流中是否存在非周期分量进行确定，通常情况下点磁 性互感器没有办法对非周期分量进行根本性的改变，这就会造成过人的测距误差。 可通过利用微分方程原理的阻抗算法缩短数据窗或者对数据窗进行增大以实现 距离保护动作速度的提高以及测距误差的降低。第三，线路分相电流差动保护。 线路分相电流差动误差一直都是由于电磁式互感器岀现饱和造成的，但

8、是想要对 线路分相电流差动保护有误动问题发生进行有效解决的话可以采用有非饱和特 性的电子式互感器。2、对母差进行保护方面可通过借助母差子站转化模拟信号为数字信号的方式进行母差保护的 数字化的设计。母差保护指的是将原母差保护转变为新的母差保护，主要由子站 以及主站两个部分组成。子站在般情况下都会连接在母线电压以及开关等地方。 对每个隔间进行数字化设计之后，就需要在每个隔间中进行单元光纤的合并，以 实现电压、电流以及母差保护主站的逐步连接，在输入goose以后就可以保证 网络连接能够有效地实现。3、对数字化低周进行保护方面数字化低周保护相比于传统低周保护有着非常大的差异，主要表现 为其数字化低周保

9、护无信号电缆。数字化低周保护是指在单元位置实现母线电压 的接受后进行相应频率的计算，再以报文的形式经过跳闸命令进行输出。比如, 按照调度的定值，将自动投退低周压板设置于10kv间隔中并且预先在某段出口 进行跳闸投退的设置，以保证低周跳线路功能的实现。4、对电气安全进行保障方面电气的安全性是电气二次设计中的重要内容，要想保障电力系统能够可 靠、安全的进行运行，仅仅依靠专业、合理、科学的设计是不够的，还要吋刻关 注避免发生安全事故。因此在进行电气二次设计的过程中，要适当增加安全防误 装置，实现安全防务装置以及变电站系统的设计、施工以及运行的同步性。结束语总之，随着计算机网络技术的高速发展和日益成熟，电子设备不断更新 换代，为我国数字化变电站的建设发展提供了契机。在数字化变电站中，科学地 进行电气二次设计，合理地选择电气智能设备、通信规约、设计原理图、组屏方 案、网络结构和端子排图，可增强变电站的工作性能，提高电力资源质量，确保 电力系统安全、稳定