数字化变电站电气二次设计研究陈伟浩

数字化变电站电气二次设计研究陈伟浩

陈伟浩

（广州电力设计院有限公司广东广州510610）

摘要：我国社会经济的发展离不开电力企业电力供应，逐渐成为我国经济建设的支柱型产业，对我国经济发展起到较为关键的作用。此外，在电力系统正常运行过程中，引入了信息化技术，使电力系统的发展逐步朝向智能化与数字化方向发展。其中数字化变电站是我国信息化技术发展的成果，在较大程度上可提升变电站电气二次设计效果。

关键词：数字化变电站；电气设计；特点

前言

随着微机保护和调度自动化系统的逐步完善，我国电力企业在发展过程中已逐步实现数字化水平，这在较大程度上可提升变电站工作效率，而且还能够节省人力、物力资源。更为重要的是随着对变电站运行状态监控的程度的深入，能够提高变电设备运行过程中的精准度，以此使变电工作运行更加有序，更加稳定。此外，我国电力企业在发展过程中已全面实现了数字化，并且在此基础上变电设备已具备较高的智能化，同时具备自动化运行管理技术，使电力设备可以实现实时监控，从而满足我国经济发展与人们生活用电需求。数字化变电站电气二次设计过程中与传统变电站有一定的区别，这就需要对设计中的一些事项进行有效完善，以此实现变电站电气二次设计。

1数字变电站的特点

1.1一次设备智能化

随着我国经济的发展，我国电力企业设备的发展逐步趋向智能化发展，其中变电站在数字技术的基础上研发了较多的先进设备，比如智能开关、光电式互感器等[1]。此外，由于控制电缆占用空间大并且传输速度比较慢，数字化变电站中的二次回路逐步摆脱了传统控制电缆的使用。所以采用光纤使信息传输载体从电子转变为光子，强电模拟信号为光电数字所代替，能够在较大程度上能够提高数据之间的较好交互，从而促进效率的提升。

1.2二次设备网络化

电力企业在发展过程中，最为重要的是变电站二次设备的应用，较为常用的二次设备有电压控制设备、测量控制设备以及继电保护设备等。此外，数字化变电站是在信息化技术的基础上发展而来，在保留原有原有设备的基本功能（电压控制设备的自动调节功能、测量控制设备的测控功能、继电保护设备的保护功能）外，在二次设备的使用过程中融入网络化技术，能够在较大程度上使数据以网络传递的形式出现，使数据实现高速传递的同时还能实现对资源的共享，不需要经过传统的转换环节，减少交互的接口。

1.3运行管理系统自动化

电力企业变电站在运行过程中，管理系统能够对运行数据进行实时性的分析与记录，记录媒介主要是通过自动化网络技术来完成，不需要采用较为传统的纸质记录。当设备出现运行故障时，管理系统能够有效检测发现故障并对故障部位进行有效的分析与处理，形成一份真实、有效的故障分析报告，同时采取有效的处理方法，再对处理方法进行数据记录[2]。此外，管理系统主要采用自动化的自检模式，省去了定期检测流程，而是根据设备的运行状态进行判断，并对检测结果进行科学评估，科学安排设备的停电检修和校准，能够在较大程度上提升劳动力的分配能力。

2数字化变电站电气二次设计需注意的问题

2.1数字化低周保护

以信息化技术为基础的数字化低周保护与传统低周保护有一定的差异性，其差异主要表现在数字化低周保护无信号电缆，其中在单元装置对母线电压进行采集，同时对频率实施准确的计算，再通过GOOSE报文方式对跳闸命令进行有效的输出。此外，低周压板在进行自动投退过程中需要保证一定的间隔设置，其中间隔设置一般在10kV部分，需要对调度定值进行有效参考，以此可以对出口跳闸投退进行有效的设置，在最大程度上对低周线路的一些功能进行有效的实现。

2.2线路保护

线路保护一般情况下主要分为三个类，主要有电流差动保护、距离保护以及过流保护等。其中当采用传统的电磁式电流互感器时，线路分相电流差动保护在一定程度上会出现误动情况，主要是电磁式电流互感器在短路电流较大时会出现饱和现象，但是电子式互感器在较大程度上具有较高的非饱和特点，能够有效对这一问题进行有效的解决[3]。此外，距离保护一般是对电流中是否含有非周期分量进行实时性确定，其中电磁式电流互感器不能有效对非周期分量进行感应，这在较大程度上加大了测距误差。为此，需要通过一种行之有效的方法来解决这一问题，一般采用对数据窗实施增大，但是此种方法会对距离保护速度有一定的降低，在此期间电子式互感器能够通过微分方程原理算法对数据窗进行有效计算，以此可提升距离保护速度。

2.3电气安全问题

电力企业变电站在运行过程中，因设备运行电压较高，具有一定的危险性。在电力系统运行时需要采取有效的方法保障设备的安全，这就需要对电气进行二次设计。在设计过程中需要保证设计中的专业性与科学性，并且在此基础上还需要注意电气二次设计方案需要符合电气安全管理的一些相关标准。此外，为了提高运行的安全性，必须进行安全防误操作装置的设计，该装置不但能够避免操作过程中的失误，而且在较大程度能够提升安全保障，在设计中需要注意安全防误装置需要与数字化变电站相结合，实现数据的实时、可靠交互，能够在最大程度上对变电站运行过程中保障设备和人身安全[4]。

3数字化变电站电气二次设计分析

3.1继电保护模式设计

变电站的运行需要继电保护设备的正常安装和设置，在此基础上实现对变电站元件与系统进行较好的保护，其中继电保护设备在变电站中是一种核心的变电设备，任何的设备不允许在无保护的情况想运行，所以需要对继电保护设计进行有效完善与优化。此外，对监控系统需要进行继电保护的独立设置，其中系统监控与继电保护设备需要以独立状态呈现，即当自动化变电站在运行过程中，自动化装置出现了故障，但是系统内部配置的保护单元在此过程中依然能够正常运行。从目前来看，高压设备的保护和测控装置采用独立设置的保护装置和测控装置，中压设备可以采用保护和测控一体化的设备，但是保护和测控应采用不同的CPU独立实现相关的功能。

3.2增加防误闭锁设计

数字变电站电气在进行二次设计时，需要对电气运行过程中的安全问题进行实时性考虑，不但需要对设计方案的合理性与专业性进行实时性规划，而且在较大程度上还应对安全事故问题的应急预案进行有效的完善与优化，最大程度上保证电力系统运行中的安全。由此可以看出，数字化变电站电气二次设计需要安装安全防误装置，并且在安装过程中需要保证装置的合理性与科学性，这在较大程度上能够与电力系统设计、施工保持一致。此外，自动化变电站的运行需要进行防误闭锁的设置，能够有效预防高压设备出现操作失误的情况发生，其中防误闭锁可以划分为微机型与电气型，在电气联锁设计过程中，应对电气回路进行完善，并且通过防误闭锁设备进行实时性优化[5]。

3.3光纤纵差保护

光纤纵差保护主要是根据线路两侧电气量进行数字信号的良好转换，以此光纤通讯的方式电气量的传输，其中光纤纵差保护对电力线路长度范围的适应性相对比较大，与一般距离保护有较大的差异性，主要区别在于不会受相邻线路故障情况的影响，有较大的应用优势。

结语

综上所述，电力企业在进行数字化变电站电气二次建设时，应当采用有效的设计方法来提升其设计质量，不但能够有效提高变电站数字化的应用水平，而且在较大程度上可促进数字化变电站未来发展。此外，结合变电站运行实际情况，通过对变电站采用数字化二次设计可有效提高变电站运行效率，并在此基础上，保障其安全运行。通过合理的运用，可以有效降低数字化变电站运行成本，为电力企业的未来发展打下良好基础，从而提升我国未来经济持续发展动力。

参考文献：

[1]许爽，蔡文婵.数字化变电站电气二次设计[J].科技创新导报，2017（9）：8-9.

[2]李香香.探析数字化变电站电气二次设计[J].科技风，2016（2）：2-2.

[3]郭强.探析数字化变电站电气二次设计[J].工程技术：全文版，2016（5）：07-07.

[4]杨凡.探析数字化变电站电气二次设计[J].工程技术：文摘版，2016（48）：129-129.

[5]李芬芬，张骏，王志俊.关于数字化变电站中电气二次设计的分析[J].商品与质量，2016（7）：201-202.