李力
国网西安供电公司 西安市 710032
摘要：：本文选择就数字化技术在变电站设备上的应用进行分析和研究，为了确保分析和研究的全面性，设计了如下研究框架。首先，阐述数字化技术的理论定义，希望可以增加对数字化技术与一次设备的内涵了解，利于增加对于理论基础的了解，为后文的分析奠定坚实的理论依据。其次，阐述了数字化设计软件平台，包括一次包括数字化变电站的智能化以及网络化特点。最后，分析了数字化技术在变电站一次设备上的有效应用建议，力求更好的应用数字化技术，发挥科学技术的优势，完善以往变电站中各项工作的不足，把变电站与互联网有效的结合，朝向智能化和自动化的方向发展。
关键词：数字化变电站；方案设计；关键技术
引言
目前国网公司正在大力推进三维数字化设计方式在输变电工程建设中的应用，其研究重点主要在二维设计向三维设计的转化方案。也有部分人员研究通过Promis_e软件和CAD软件进行电气二次数字化设计，但是方案较为简单，对于目前电气二次数字化设计的难点均未展开讨论。为了同时满足工程进度和设计质量要求，需要深入研究变电站电气二次数字化设计的优化方案[1]。
1.1数字化技术定义
数字技术是一种新型的科学技术，其把电子计算机技术与互联网信息技术等结合，通过相应的设备，利用图文、声音以及影像的形式把其转化成电子计算机，并且可有效进行二进制数字的识别，在识别后进行加工以及存储，有效地对数据信息进行传颂和传播。此外，也可在存储期间通过计算机来对信息进行编码以及压缩处理。
2数字化设计软件平台
目前国内变电站电气二次专业数字化软件发展主要分为两类，一类是在三维软件平台上开发电气二次数字化设计插件，另一类是基于CAD软件平台开发数字化设计插件。虽然前者相较于后者设计平台统一，但是由于电气二次数字化设计与三维设计设计内容之间相对独立，因此基于CAD平台开发的二次数字化设计软件与三维设计软件之间的接口难度并未显著提升。综合考虑使用习惯、软件开发难度、接口设计难度等，目前国内变电站电气二次数字化设计软件以基于CAD平台开发为主。
3数字化变电站设计方案
3.1数字化设计标准设计流程
变电站电气二次专业图纸设计按间隔可以分为两大类：公共间隔（如计算机监控、公用测控、直流电源、对时系统等）和独立间隔（线路间隔、主变间隔等）；按照接线可以分为两大类：开出侧和开入侧。数字化设计的主要思路有两个：①先独立间隔后公共间隔；②先开出后开入。根据这两个设计要求，制定相应的变电站电气二次专业设计标准绘制流程如图1所示[2]。
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3.2点表生成功能
点表是电网调度端和变电站内电气二次信号传输核对表，通过其完成调度端三遥功能。目前设计方案均是通过手工方式，根据电气二次专业所有施工图提取变电工程中遥信量、遥控量和遥测量，从而绘制成业主单位所需要的监控信息点表。其中提取遥信量工作量最大。点表中除各单位的特殊要求外，通常包括遥信点内容、间隔名称、装置名称、信号类型（软报文、硬接点）、电压等级、报警级别、是否上光字牌、告警延时、是否取反等内容。以110kV商务变电站为例，点表模板如表1所示。点表的自动生成步骤如下：（1）建立设备库：新增设备，对该设备赋予屏柜名称、柜内装置名称及型号、柜内装置类型（测控、保护等）、屏柜所属电压等级等属性；（2）连接芯线：插入屏柜设备及柜内装置，插入端子，将两个设备间端子通过芯线连接（设置单独的遥信接线以区分其它连线），并设置芯线功能。
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（3）虚端子连接：智能站包含虚端子连接设计，其中GOOSE信号中包含点表所需的软报文和硬接线信息，设计过程中对各GOOSE遥信量标注区分软硬接线。（4）点表数据提取：提取工程中所有遥信接线的芯线功能、两侧设备名称、设备型号、设备类型、屏柜所属电压等级等信息，提取虚端子GOOSE信息中的遥信量的遥信名称、两侧设备名称、设备型号、设备类型、屏柜所属电压等级等信息。由于图纸中的智能组件接线和虚端子表中的GOOSE信息重复，因此提取过程中应剔除智能组件的遥信接线信息。（5）点表生成：点表信息中的遥信点内容、间隔名称、装置名称、信号类型（软报文、硬接点）、电压等级分别从遥信接线和虚端子GOOSE信息中提取填入，点表按照电压等级由高到低、间隔名称由小到大、遥信类型先硬接点后软报文顺序排布[3]。
3.3构建内部网络通信与运行评估系统
数字化技术在变电站系统在变电站系统中的应用，使得内部网络通讯系统、数字化技术和气体压力监测技术有效结合，利用压力变送设备，把气体压力所模拟的量转化成数字量后，利用无线技术把相关数字量运作到后台于运行，工作人员及时获得监控现场设备运行的情况，了解设备运行负载压力，利用数据的形式记录设备的气体压力曲线，这样监测工作人员可以准确的判断出气体压力以及设备的整体运行现状。并把全过程产生的数据进行传输，构建内部通讯网络，利于数据进行传输。此外。也要构建运行评估管理系统，对运行情况进行评估和管理了解系统和各个设备运行情况，并智能化作出分析，保证了系统应用的安全性和可靠性。如下图1，是内部网络运行评估系统展示图[4]。
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3.4利用数字技术进行自动化运行管理
在一次设备应用期间可通过数字技术来落实自动化的运行管理，变电站一次设备在英雄运行期间会产生生产运行数据，为了对数据进行有效的、及时的记录和管理，可利用数字技术进行状态的记录，实现了统计的无纸化。此外，也可以对数据信息进行分层分流交换，这样设备在运行期间若出现故障，可以及时获取故障分析的报告，并针对故障现状找到故障出现的原因。如，山东青岛220kV午山变电站就利用数字技术，建设智能变电站（其实我国内首座220千伏智能变电），变电站实现对设备状态的在线采集、对信息和数据传输以及汇总。基本实现网络化和无纸化办公。如下图2，是其电网系统构建图，结合图中信息可以看出，智能化已经在变电站中普及，利用智能机械人，实现系统各项操作。同时，数字技术在系统中也可以自动化地发出变电站一次设备检修的报告，也就是常规的变电站设备，把以往一次设备定期检修改变成状态检修，提升了检修的效率，降低了工作人员的检修难度[5]。
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结束语
要想在变电站中更好的应用数字化技术，应做好以下几个方面的工作，首先要做好设备的状态检修工作，并对设备的运行情况进行检测，发现问题要及时利用，有效的为维护方法进行维护和管理，此外，也要构建内部网络通信系统，利用数字技术进行自动化运行管理，规范设备操作部件，利于更好的应用数字技术，确保变电站设备更加高效的运行。
参考文献：
[1]罗克伟.变电站电气二次数字化设计技术优化方案[J].能源与环境,2020(04):33-34+81.
[2]吴燕子.数字化变电站方案设计探讨[J].中国设备工程,2020(06):142-144.
[3]涂福荣,陈晓捷,汪逍旻.变电站电气二次专业三维数字化协同设计方案探讨[J].电工技术,2019(05):56-57+68.
[4]曾庆钊.牵引变电站数字化方案的设计与实现[J].电力自动化设备,2018,38(09):220-223.
[5]李颖,魏源,李慧音.110kV芒棒数字化变电站设计方案及思考[J].云南水力发电,2018,34(02):169-171+180.