关苏贤

(广东四维电力工程有限公司,广东 开平 529301)

数字化变电站作为一门还在不断发展和改善的新兴变电站，是近几年来国内电力行业一直探讨和关注的焦点,但到目前为止仍没有给出严格的理论定义。通常来说，数字化变电站是指变电站内数字化一次智能设备和二次网络设备均根据整个变电站统一的标准来执行数据的构建与沟通,是建立在IEC61850协议标准体系基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和相互运行的现代化变电站。数字化变电站的作用主要体现在整个站内信息的网络化，过程层设备的数字化，以及开关设备实现智能化。

1 数字化变电站技术的主要特征

1.1 一次智能化的设备

在变电站二次回路中可编程监控器取代了其编程回路及常规的继电器,光电数字和光纤取代了常规的控制电缆和强电模拟信号。也就是说,一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路,采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,传统的导线连接被数字公共信号网络和数字程序控制器所替代。

1.2 二次网络化的设备

在IEC61850协议标准体系中,数字化变电站的常规框架通常有间隔层、过程层、站控层三个部分,而二次设备处在间隔层,一般为继电防护设备、监视和测控设备、远动设备、危险录制设备、电压承载、同期运行设备以及一直在改善中的在线监控检测设备。这一系列的二次设备的改装生产都是以模式化、标准化的微机为基础制造的，各设备间的联系基本上都使用高速的网络信息系统进行沟通，这样二次设备中自动化设备的I/O通信接口就不会重复出现了，利用网络平台成功达到数据和资源等的共同分享,由普通的功能设备向逻辑的运作模式转变。

1.3 自动化的操作控制系统

数字化变电站一次设备的信息输出和控制输入均被数字化，利用网络技术传输，变电站二次回路中继电器及逻辑回路被可编程软件替代，常规信号被数字信号取代。数字化变电站操作控制管理系统中，其信息的统一建模实现了信息共享，数据、纪录统计的无纸化，数据信息分层，分流交换自动化。变电站在运作过程中，一旦出现错误，系统可以马上呈现错误总结报告，分析错误原因，并给予纠正错误的措施；智能化一次设备能够客观的处理装置讯息，并且在没有依靠变电站的操作管理系统的指导下独立操作完成系统功能，而且还具备自我检查的能力，设备存在故障时能立刻启动报警器；系统可以自动提供变电站各种装置的检查维修报告，也就是通常的变电站装置由"定期检查维修"向"状态检查维修"改变。

2 数字化变电站中的关键技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对供电的服务质量、供电的安全性以及电网容量和电压等级的要求也随之提高了，与此同时，变电器、电压电阻、网络讯息操作等有关功能也在逐渐的完善，由此可见，变电站装置设备的数字化、自动化、便捷化已经成为现代化进步的必然使命。由目前来看，数字化变电站的关键技术主要是智能断路器、电子式电压电流互感器、开关柜智能操控设备等设备的发展和应用。

2.1 智能断路器

智能断路器，是指具有高功能的开关闭合装置和操控装置，拥有开关闭合装置的基础性能、监控测量和诊断等附属功能。智能断路器将数字化传感器、智能讯息工具、微处理器等技术很好的运用于电力系统中，比如监督和管理电路的通电性能、开关闭合装置的启动、有关气体温度、密度、压力等，以有利于"状态检查维修"。在IEC61850标准体系中，智能断路器归置于过程层设备，因此断路器通讯状态疏导和操控跳合闸命令的递送的实现必须依据IEC61850标准体系的讯息数据。

2.2 电子式电压电流互感器

随着计算机功能和通讯工具的日渐完善，电子式互感器在电力行业的实际操作中得到了普遍的运用，大大的消除了电子式互感器I/U信号输送至二次设备及操作过程中出现的系统误差，很大程度的确保了防护、检测及监控系统的科学性。电子式互感器还具有绝缘性能好、抗电磁磁场干扰能力强、能隔离高低压、体积小、重量轻、可测量频带宽等优点。由此可知，电子式互感器可以很好地满足电力系统自动化、数字化和便捷化发展的需要，具有很可观的社会经济效益。

2.3 开关柜智能操控设备

随着人们不断的开发和研究，如今电力行业已经由常规的开关设备向开关柜智能操控设备转变，开关柜智能操控设备在国内电力行业中得到广泛的使用。该设备是根据目前中压系统开关柜而研发制作的一种新型、智能化、自动化、多功能动态模拟演示设备。其对于3-10KV户内的各手车柜、环网柜、固定柜、中置柜等多种开关柜都适用。当然，随着社会的发展，智能开关设备的研究也会不断的创新不断的完善。因此，智能开关设备的进一步完善将是电力行业未来的一次电气设备的前进目标。

2.4 通信网络的安全性和有效性

数字化变电站的"心脏"即为网络系统，其安全性和有效性直接影响着变电站网络系统的科学实用性。为了保证通信网络的安全性，电力部门应该选取具有高安全性的网络拓扑构造以及采取多重备份的方式。比如说，在一些设计方案中，各IED都携带有两个网卡，可分别插入两台交换机，过程和站级的总线可以同时采取环形拓扑结构，这样该设计方案可有效地提高网络的安全性。网络系统的设计比较复杂，过程较为繁琐，在实际操作中要全面分析其安全性、有效性及科学性等各种情况。

3 建设数字化变电站的意义

数字化变电站的发展关键在于提高变电站信息管理系统的自动化、数字化、标准化，提高电力系统与变电站内的协调工作能力。目前，数字化技术正由变电站的二次设备向一次设备拓展，随着数字化变电站的不断的创新与完善，这将具有极其重要的社会和经济意义。

利用光纤取代传统的二次电级，消除由交流电级引起的传导性电磁干扰，有效的控制二次系统的受到的影响，一次高压系统和二次系统从电气上完全隔离，提高了二次系统的安全可靠性，降低了装置的退出时间和频率，增加了装置的实用性。

数字化变电站各装置间能采取无缝对接，即智能设备的通信模型和信息借口都依照统一的标准来建立的，简化了二次接线，从而有效的节省了装置的台数和占地面积，提高了变电站自动化系统的安全性。完成了信息数据在操作平台及其它支持平台间的共享作用，降低了变电站的初期建设成本和运行维护成本以及装置重复建设的投资。总之，装置的相互联系为装置性能的更新、维护和创新提供了更大的便利性。

结语

随着国民经济的不断增长，社会对电力的需求也在迅猛增长,人们对供电的质量要求也在不断的提高。数字化变电站的发展，极大的促进了电网自动化程序的快速完善。数字化变电站自动化技术是一门牵涉多专业、多程序的科学综合技术,经历了几十年的研究,已充分具有了安全、有效、可靠等各方面的特点,可以保证电力网络安全可靠的操作运转，这对电网的发展有着极其重要的推动和鼓舞作用。

[1]颜红哲,曾淑兰.变电站综合自动化技术的探讨[J].中国新技术新产品.2010(05).

[2]盛智敏.变电站综合自动化系统的设计与控制[J].中国高新技术企业.2009(23).