数字化变电站设计应用

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摘要：随着计算机技术、信息技术的发展，数字化技术也不断的发展。对于变电站而言，其发展的一大趋势就是数字化，电力系统电能控制节点及信息节点也将具备数字化、网络化及智能化的特点。但是，由于当前的技术尚未成熟，经验不足，在数字化变电站的设计及应用中还存在一些问题。本文主要对变电站设计是否合理、功能的经济性能等进行分析，并阐述设备运行中的问题，通过日常维护对问题进行解决等相关建议进行论述。

关键词：变电站；数字化；网络化；智能化；设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

随着智能电网的发展，数字化变电站成为其基础产物，基于IEC61850标准，在计算机网络技术及现代电力电子技术的基础上，实现了对变电站内电气设备的组合优化，从而使信息共享及互操作得以实现。数字化变电站的最大优势在于一次系统智能化和二次系统网络化。智能化技术使得电网调度、配电及输电的可靠性等方面得到增强，智能化电气设备体积小，而数字化变电站占地面积小，建设成本低。随着智能化水平的提升，无人值班变电站正在快速发展，其维护与管理的成本低。因此，数字化变电站的发展对自动化水平的提高及电力系统的稳定安全都产生了较大的影响。

1、数字化变电站特点

数字化变电站主要涵盖以下几方面的特点：第一，数据采集数字化。在数字化电气测量系统的基础上，电气量在采集、处理、传输及输出都以模拟信号数字化的形式完成，使得一次系统和二次系统实现电气隔离；第二，系统结构层次化。基于IEC61850标准，其结构体系更加的层次化，变电站逻辑结构分为三个层次，过程层、间隔层和站控层，层次之间通过光纤进行信号通讯，抗电磁干扰的能力加强，简化接线方法，使数据传输也更加高速。第三，电气设备智能化。智能化是数字化的基础，对于变电站而言也不例外，现在研究和应用较多的新型断路器及电子式互感器等，都是通过微机技术及电子技术的结合，对设备进行精确的控制来实现智能化的目的。第四，系统结构紧凑。智能化电气设备的使用，使得变电站测量控制系统更加的轻巧便捷，在智能控制柜中，可以对其功能进行优化组合。

2、数字化变电站的设计

整个数字变电站的使用周期及工作性能与其内部设备的设计有着直接的关系，因为现在生产智能化电气设备的企业非常多，很多设备的技术达不到要求，设计存在一定的不兼容及不合理的问题。

2.1接口不兼容

实际运行过程中，数字化变电站内部设备往往由于多个厂家的多种设备组合而成，接口类型复杂多样，经常会出现不兼容的问题，造成设备在连接中数据传输及信号传输的性能受到影响。例如GPS接口与设备不兼容，经常要由厂家进行插件的更换才能解决，造成了时间的拖延和成本的增加。

2.2测控装置

在数字化变电站中，需要用到的测量装置比较多，而相互之间的重叠测量项也比较多，这就使得在设备的利用率上出现浪费现象，其次也增加了设备的运行及维护成本，出现错误的概率也不同程度的增加。所以在变电站设计和建设的初期，要尽可能的降低微机的使用数量，对能进行合并的接口尽可能的进行合并，防止过度的控制和测量单元出现，造成不必要的工作量增加和资源的浪费。

2.3遥视系统

在无人值班变电站及远程控制变电站中，对遥视系统的使用较广泛，可以理解为工作人员的眼睛，通过图像的实时传输对现场的请鲁昂进行了解。工作人眼只需要打开遥视系统就可以对现场设备的运行状态进行了解，从而使工作的效率得到大幅的提高，这也是数字化变电站智能化的体现。在实际应用中，也会出现一些问题，如摄像头安装不到位或者安装数量不足等，导致不能获取取走的信息，使得系统的这部分功能不能得到充分的发挥，该系统的架构如图1所示：

图1 变电站遥视系统架构示意图

2.4通信

数字化变电站采用信号通信构成网络基础，是信号传输工作安全稳定的基础。但是，由于网络组成规模小，因此也经常被忽视掉，但是一旦通信网络出现问题，其后果是非常严重的。现阶段，由于很多的通信光缆都是埋设与地下，其防护措施不到位，很容易被人为的破坏或者受外力影响破坏。

2.5人性化设计

目前，在数字化变电站设计和建设中，最缺乏的就是人性化。例如，在变电站的设计及施工完成以后，变电站的基本功能都得到了实现，但是给操作人员的工作及设备的运行带来较大的不便。由于变电站多数设备都是在室内安装的，往往在设计时，将很多的电缆出于美观考虑，直接买入地下，这就为变电站进行二次光缆敷设的时候带来非常大的麻烦，所以在施工的时候，施工人员要与设备操作人员进行协调和沟通，根据二者的意见采取最佳的线路敷设方式。

2.6监控系统设计

一般情况下，变电站监控系统主要采用单网、单机的设计形式，该种形式的监控各系统可靠性不高，且对变电站的安全运行会产生一定的影响。但是，在数字化变电站中，主要通过微机及软件对系统的数据进行控制和处理，由于智能电器设备的更新速度非常快，软件进行检测的时候对设备的一些缺陷也很难发现，使得监控工作也很难进行。

3、数字化变电站的应用问题

3.1保护装置问题

由于保护装置自身存在缺陷，导致报文的误发，造成断路器出现误动。因为变电站本身或者电力系统自身的信号抖动，可能会造成保护装置发出错误的动作信号，断路器出现误动，造成供电安全性能下降。可以采取提升全站安全保护程序的等级，使抖动延时增长，以增加抗干扰的能力。

3.2数据不准确的问题

在数字化变电站运转的过程中，由于都是数字信号，在传输和转换的过程中，通国电子互感器对模拟信号进行采集，最后转化成数字信号，这两种信号最大的区别在于，数字信号需要和时钟同步，而模拟信号则不需要，如果出现了一个间隔信号丢失的情况，就会造成间隔层的保护都失常。因为设备自身存在一定的不足，信号也会经常出现丢失的现象，此外，如果设备间转化时采用的计算方法存在差异，精度如果不高，也会在传输过程中出现错误的现象。对此类问题解决的方法主要是采用精度高的设备进行处理，最大限度的降低误差。

3.3备用电源稳定性差

备用电源主要是在站内出现故障时所采取的临时措施，由于电流的不稳定，也会造成通信设备出现不正常的工作状态，严重的会出现事故的发生。所以，在备用电源的选择上要选择频率稳定，可以承受电能波形波动、阻抗低的电源，保证通信传输的效率。

3.4后台机运行及维护

受数字化变电站内部管理不到位的影响，对后台机的病毒防护较为重视，但对其清洁及散热却容易忽视，造成很多时候出现死机或蓝屏现象。一旦出现死机或蓝屏，存储数据容易丢失，对变电站的日常工作产生较大的影响，主要解决的方法是采取有效的备份措施及加强对后台机的维护进行解决。

4 结束语

在数字化变电站的设计及应用中，要结合实际问题进行设计，防止由于设计中没有考虑到具体的问题而出现设备运行中的故障，在应用中，要采取有效的措施对出现的问题进行解决，保证数字化变电站的安全、稳定运行。

参考文献

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