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摘要：近年来，电力行业在国民经济发展过程中的作用越来越重要，由此促使电力行业更为繁荣的发展，并向着智能化与数字化迈进。二次设备是数字化变电站中的重要设备，且均为智能设备。因此，变电站运行的可靠性直接受到二次设备设计质量的影响，设计人员在进行电气二次设计时，必须要注重设计的科学性及合理性，以保证变电站可靠的运行。
关键词：数字化变电站;二次设备;电气设计
一、数字变电站的特点
1.1 一次设备智能化
目前，设备都趋向智能化的方向发展。在变电站中，逐渐涌现出很多先进设备，比如光电式互感器、智能化开关等。由于电缆占据空间大，传输速度慢，数字化变电站的二次回路中不再使用传统的电缆。因此，使用光纤代替电缆，信息传输的载体也由电子变成光子。利用光电数字信号替换原来的强电模拟信号，完成数据之间的转换，使效率大大提升。
1.2 二次设备网络化
在变电站中，比较常见的二次设备包括继电保护设备、测量控制设备、电压控制设备等。在数字化变电站中，将网络技术应用于二次设备中，能够有效实现数据源的高速传递，实现资源共享。
1.3 運行管理系统自动化
变电站的运行管理系统在进行数据的记录与分析上，一般都是利用自动化网络技术进行记录，而不会用到纸张进行记录，在设备出现故障时，管理系统可以及时对故障问题进行分析，形成故障分析报告，并采取有效的故障处理措施，然后提供有效的数据记录。利用自动化的管理系统，不需要进行定期检修，而是进行状态检修，且可以自动发送检修的报告评估数据，使得劳动力得以有效分配。
二、电气二次设计
2.1继电保护问题，是指对元件及系统进行的继电保护。其中，对元件进行的继电保护主要是指对变压器的继电保护，也就是要对变电站变压器、变压器组、发动机所实施的保护。而对系统的继电保护则主要是指将系统之中无法正常运
行的故障元件予以切除。继电保护运行过程中保护装置拒动问题较为常见，采取双重化配置可以有效解决这一问题。但是一旦采用这种方式，那么在应用时就必须将相关电源全部切断，所以在实际的运行过程中都必须给每一套保护装置配备独立的交流电压和电流回路，以确保各套保护装置运行停止时，不会受其他装置影响也不对其他装置产生影响。
2.2电气安全问题，也是电气设计中必要考虑的问题，电气二次设计不仅要确保设计专业化，同时还要做好重大生产事故的预防工作，确保电力系统的安全生产。所以，在数字化变电站的电气二次设计时，安全防误装置的安装是十分必要的。需要注意的是该装置的安装与电力系统的设计、施工、投入运行必须保持一致，也只有如此，才能够确保该装置全程参与到电力系统运行之中。
2.3实施光纤纵差保护，主要依靠的两侧的电气量转换数字信号，而实现的光纤双侧通讯，从而达到两侧电气量差动比较保护。光纤纵差保护回路线缆可以较长，相对于一般差动保护而言具有一定的优势，且不会引发较大的回路负载问题。同时，光纤还具备着较强的防电、防雷能力，信息的传输距离较长，传输的信息量也较大。但受到继电保护系统同通信系统连接上所存在的设计盲区影响，至今尚未形成一个有效的继电保护与通信系统的整体低阻抗二次系统平面，造成了光纤纵差保护通道告警自愈切换时间过长，想要解决这一问题，就必须要在设计时考虑到通信机房与继电保护室之间接地铜排的铺设，采用外屏蔽层加强通信机房之间的连接保护。
三、数字化变电站电气二次设计方案
3.1设计原理
工业电视系统、元件继电保护、直流电源系统等均为电气二次设计的对象，包含的比较多。电气二次设计过程中，电子式互感器是首先要用到的智能设备，应用之后，输出信息传送的简洁性与便利性显著提升，有效的保证了设备运行的稳定性。在数字化变电站中，智能开关中增加了智能终端，实现数值化控制输出与传输命令。利用相应的数字化技术处理一次设备的开关量，之后由二次设备接收处理后的信息，再进行处理后，输出到智能终端，这个过程中，开关量信息的采集、处理及传输均良好的实现了数字化。数字化变电站系统运行时，取消二次设备间的电气联系后，可靠性健全性有效提升，设备的运行及维护便利性显著提升，而且部分设备直接取消使用，使得设计成本有效减少。
3.2科学选择智能设备
二次设备、电子式互感器等为数字化变电站中主要使用的智能设备，电气二次设计过程中，各种智能设备的选择必须要具备科学性。选择二次设备时，网络化形式为最优选择，同时也是唯一选择;选择开关时，智能终端是不可缺少的，即使选择传统的开关，也需要结合智能终端，以满足数字化变电站二次设备的运行需求;选择电子式互感器时，可选择的类型有两种，一种是有源式，一种是无源式，可依据具体的工程来选择，通常，有源式为主要使用的类型。
3.3合理选择通信规约
站控层以及过程层共同组成了数字化变电站的网络层，通信规约的选择主要是在这两层中进行，选择合理时，变电站各个设备之间可以更好的互联，进而实现数字化。站控层的通信规约包含103规约和IEC61850规约两种，传统通信网络层的通信规约多使用103规约，而数字化变电站站控层的通信规约则使用IEC61850规约。过程层的通信规约也包含两种，一种是与站控层想用的IEC61850规约，另一种时ORC60044-8规约，一般说来，是将这两种规约结合在一起应用于过程层中。
3.4设计组屏方案
在进行组屏方案设计时，数字化变电站电压一体化装置不同时，处理方式也存在着一定的区别，而且可以组合不同的组屏设计方案，经过优化之后，选择最优的设计方案。数字化变电站组屏设计方案中，电压一体化装置等级不同时，组屏设计分别进行，合并单独的组屏。此外，通信管理机设置时，与常规的组屏方案并不相同，在主控室内放置监控主机、远动主机、工程师站等，保证了对时的统一性。设备并非为智能化时，组屏设计单独进行，并相互连接各个智能化电气设备。
四、结语
总而言之，数字化变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解数字化变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥数字化技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。
参考文献：
[1]曹一家，姚欢，黄小庆，等.基于D-S证据理论的变电站通信系统信息安全评估[J].电力自动化设备，2011（6）：1-5.
[2]武欣梅.临河西郊数字化变电站的建设方案研究与实践[D].华北电力大学（北京），2010.
[3]曹守迅.浅谈数字化变电站发展在技术上的突破性变革[J].数字技术与应用，2011（8）：232.
[4]徐晓春，汤同峰，赵雨田，等.智能变电站二次设备检修安措规则数据库设计与实现[J].电力系统保护与控制，2017（2）：111-116.
关键词：数字化变电站;二次设备;电气设计
一、数字变电站的特点
1.1 一次设备智能化
目前，设备都趋向智能化的方向发展。在变电站中，逐渐涌现出很多先进设备，比如光电式互感器、智能化开关等。由于电缆占据空间大，传输速度慢，数字化变电站的二次回路中不再使用传统的电缆。因此，使用光纤代替电缆，信息传输的载体也由电子变成光子。利用光电数字信号替换原来的强电模拟信号，完成数据之间的转换，使效率大大提升。
1.2 二次设备网络化
在变电站中，比较常见的二次设备包括继电保护设备、测量控制设备、电压控制设备等。在数字化变电站中，将网络技术应用于二次设备中，能够有效实现数据源的高速传递，实现资源共享。
1.3 運行管理系统自动化
变电站的运行管理系统在进行数据的记录与分析上，一般都是利用自动化网络技术进行记录，而不会用到纸张进行记录，在设备出现故障时，管理系统可以及时对故障问题进行分析，形成故障分析报告，并采取有效的故障处理措施，然后提供有效的数据记录。利用自动化的管理系统，不需要进行定期检修，而是进行状态检修，且可以自动发送检修的报告评估数据，使得劳动力得以有效分配。
二、电气二次设计
2.1继电保护问题，是指对元件及系统进行的继电保护。其中，对元件进行的继电保护主要是指对变压器的继电保护，也就是要对变电站变压器、变压器组、发动机所实施的保护。而对系统的继电保护则主要是指将系统之中无法正常运
行的故障元件予以切除。继电保护运行过程中保护装置拒动问题较为常见，采取双重化配置可以有效解决这一问题。但是一旦采用这种方式，那么在应用时就必须将相关电源全部切断，所以在实际的运行过程中都必须给每一套保护装置配备独立的交流电压和电流回路，以确保各套保护装置运行停止时，不会受其他装置影响也不对其他装置产生影响。
2.2电气安全问题，也是电气设计中必要考虑的问题，电气二次设计不仅要确保设计专业化，同时还要做好重大生产事故的预防工作，确保电力系统的安全生产。所以，在数字化变电站的电气二次设计时，安全防误装置的安装是十分必要的。需要注意的是该装置的安装与电力系统的设计、施工、投入运行必须保持一致，也只有如此，才能够确保该装置全程参与到电力系统运行之中。
2.3实施光纤纵差保护，主要依靠的两侧的电气量转换数字信号，而实现的光纤双侧通讯，从而达到两侧电气量差动比较保护。光纤纵差保护回路线缆可以较长，相对于一般差动保护而言具有一定的优势，且不会引发较大的回路负载问题。同时，光纤还具备着较强的防电、防雷能力，信息的传输距离较长，传输的信息量也较大。但受到继电保护系统同通信系统连接上所存在的设计盲区影响，至今尚未形成一个有效的继电保护与通信系统的整体低阻抗二次系统平面，造成了光纤纵差保护通道告警自愈切换时间过长，想要解决这一问题，就必须要在设计时考虑到通信机房与继电保护室之间接地铜排的铺设，采用外屏蔽层加强通信机房之间的连接保护。
三、数字化变电站电气二次设计方案
3.1设计原理
工业电视系统、元件继电保护、直流电源系统等均为电气二次设计的对象，包含的比较多。电气二次设计过程中，电子式互感器是首先要用到的智能设备，应用之后，输出信息传送的简洁性与便利性显著提升，有效的保证了设备运行的稳定性。在数字化变电站中，智能开关中增加了智能终端，实现数值化控制输出与传输命令。利用相应的数字化技术处理一次设备的开关量，之后由二次设备接收处理后的信息，再进行处理后，输出到智能终端，这个过程中，开关量信息的采集、处理及传输均良好的实现了数字化。数字化变电站系统运行时，取消二次设备间的电气联系后，可靠性健全性有效提升，设备的运行及维护便利性显著提升，而且部分设备直接取消使用，使得设计成本有效减少。
3.2科学选择智能设备
二次设备、电子式互感器等为数字化变电站中主要使用的智能设备，电气二次设计过程中，各种智能设备的选择必须要具备科学性。选择二次设备时，网络化形式为最优选择，同时也是唯一选择;选择开关时，智能终端是不可缺少的，即使选择传统的开关，也需要结合智能终端，以满足数字化变电站二次设备的运行需求;选择电子式互感器时，可选择的类型有两种，一种是有源式，一种是无源式，可依据具体的工程来选择，通常，有源式为主要使用的类型。
3.3合理选择通信规约
站控层以及过程层共同组成了数字化变电站的网络层，通信规约的选择主要是在这两层中进行，选择合理时，变电站各个设备之间可以更好的互联，进而实现数字化。站控层的通信规约包含103规约和IEC61850规约两种，传统通信网络层的通信规约多使用103规约，而数字化变电站站控层的通信规约则使用IEC61850规约。过程层的通信规约也包含两种，一种是与站控层想用的IEC61850规约，另一种时ORC60044-8规约，一般说来，是将这两种规约结合在一起应用于过程层中。
3.4设计组屏方案
在进行组屏方案设计时，数字化变电站电压一体化装置不同时，处理方式也存在着一定的区别，而且可以组合不同的组屏设计方案，经过优化之后，选择最优的设计方案。数字化变电站组屏设计方案中，电压一体化装置等级不同时，组屏设计分别进行，合并单独的组屏。此外，通信管理机设置时，与常规的组屏方案并不相同，在主控室内放置监控主机、远动主机、工程师站等，保证了对时的统一性。设备并非为智能化时，组屏设计单独进行，并相互连接各个智能化电气设备。
四、结语
总而言之，数字化变电站电气二次设计就是要优化变电站系统，不断提升变电站的运行效率和安全系数，实施有效的变电站运行模式，深入挖掘电力资源优势，更好地满足现代化发展需要。因此，必须要深入了解数字化变电站电气二次设计的重要性和可行性，充分发挥数字化技术优势，全面加强变电站的信息系统建设，降低变电站建设总造价，提升变电站安全使用系数。
参考文献：
[1]曹一家，姚欢，黄小庆，等.基于D-S证据理论的变电站通信系统信息安全评估[J].电力自动化设备，2011（6）：1-5.
[2]武欣梅.临河西郊数字化变电站的建设方案研究与实践[D].华北电力大学（北京），2010.
[3]曹守迅.浅谈数字化变电站发展在技术上的突破性变革[J].数字技术与应用，2011（8）：232.
[4]徐晓春，汤同峰，赵雨田，等.智能变电站二次设备检修安措规则数据库设计与实现[J].电力系统保护与控制，2017（2）：111-116.