1-2.国网河南省电力公司鹤壁供电公司河南鹤壁458000；3-4.国网河南省电力公司登封市供电公司河南登封452470
摘要：智能化变电站是新时期环境发展的产物，其和传统的变电站相比具有诸多的优势，有效地实现了运行和管理的智能化发展，电气二次是智能化变电站中的重点内容，其对智能化变电站的稳定运行具有重要的影响，因此，这就需要相关人员全面掌握智能化变电站中电气二次设计的要点，严格按照要求标准和技术规范进行设计，才能够保证智能化变电站运行的质量。
关键词：智能变电站；虚回路；SCD文件；可视化
引言
常规变电站二次回路看得见、摸得着且物理断口明显，使得调试、运维检修人员形成了固有习惯。而智能变电站的二次回路不具备可视化，造成了变电站运维、检修有很大的不可控性，同时智能二次设备、SCD文件、软压板及虚回路等缺少有效的技术手段和平台，在检修及运行操作过程中就有发生误操作的可能性。为此，本文提出了一种适用于智能变电站的保护设备可视化运维系统设计思路，以实现保护设备在线监测诊断、缺陷辅助隔离及安措防误预警，并对相关设计进行了介绍。
1SCD虚回路及光纤回路可视化
1.1可视化软件模块
保护设备可视化运维系统软件由数据采集单元软件及数据管理单元软件组成，其中数据采集单元软件架构如图１所示。
数据管理单元软件运行在Ｌｉｎｕｘ嵌入式操作系统环境下，进入可视化运维系统后有二次网络拓扑、主接线图、系统日志、SCD管理模块和通信管理模块可供选择操作。其中，主接线图包含间隔二次回路展示诊断模块、间隔保护设备监测诊断模块和保护设备安措模块；SCD管理模块包含SCD文件上传与下载、SCD文件可视化及比对、SCD文件校验和ＣＲＣ动态校验；通信管理模块分为管理单元通信模块和主站端通信模块。数据管理单元软件架构如图２所示。
1.2虚回路可视化
该系统从运维管理人员查看SCD配置信息的角度出发，考虑信息详细程度和操作人员思维方式，对SCD配置信息进行不同层次的数据解析和信息展示，并将信息分为单装置信息图、单装置虚回路图、单装置逻辑链路图等。如图３所示，可视化工具系统包含解析模块、SCD内存库模块、离线可视化模块、画图模块。该工具输入SCD文件后，就可输出单装置虚端子图、装置信号图、通信链路图、母线保护关联图、主变保护关联图和网络结构图。
1.3光纤链路可视化
对于光纤链路的可视化的问题，本文利用虚回路可视化来实现，即将虚端子信息与二次设备的起始端口信息绑定，从而将虚回路信息与光纤链路信息结合。如图5所示，实现虚回路可视化的同时也能实现光纤链路的可视化。
2智能变电站SCD文件比对
该系统针对不同版本SCD文件的比对，能快速、完整、便捷地定位差异。首先提取两个SCD文件中的重要信息并形成ＸＭＬ文件，然后对形成的ＸＭＬ文件进行ＣＲＣ、链路、链路参数和虚回路三个层次的比对，最后通过可视化方式来对SCD文件差异的比对结果进行展示，如图5所示。
3通信规约选择
智能化变电站的内部网络结构一般分成两层，分别是站控层的网络以及过程层的网络，其不同的网络所需要通信规约的选择也具有不同性。在站控层的网络中，可以使用103通信的规约，这种通信规约主要是一种传统的功能设计类型，尽管其具有互操作性比较差的劣势，但是在费用的投入是比较低的，可以使用在要求比较低，以及将以太网作为通信基础的系统中使用。
另外，还存在一种以IEC61850网络为基础通信的规约类型，其主要是在网络通信的平台作为基础，进行针对对象进行变电站的系统设计，其是进行智能化变电站设计的有效平台形式，具有非常不错的实施性，但是这种形式具有建设通信规约的费用高特点，在过程层的网络规约选择中，由于这种网络规约形式是FT3帧的格式，其具有实施性好以及传输延时比较固定等优点，就可以选择这种网络规约形式，对于那些高要求串口的通信，则可以通过插值法进行同步的实现[3-5]。
4智能监控网络设计
在智能化变电站的网络结构中，其一般可以分成过程层、架空层以及网络层等三层次，在这三层次中都需要进行网络方案独立设计。
在进行智能化电源网络监控设备系统建设中，就可以把变电站中各子电源具有的监控系统进行有效的整合，构建一个一体化监控的网络体系，来实现电气二次的设备监视，其示意图如图1所示。这种集中式一体化的电源监控信息网络体系，是一种通过总线进行连接的形式，来把各电气设备的电源智能监控相关模块和监控的设备直接连接，其能够有效节约设备的成本，却对其监控设备处理能力具有很高的要求。另外，还能够借助分布式设计的理念，于总线基础上来对电源监控的模块都进行一定监控设备的设计，进而借助智能化的网络端口来对监控设备实现有效的控制，从而完成一体化的监控效果，此设计方案能够有效对监控设备负荷以及系统处理的负荷实现降低，但其则需要大量电气二次的设备，这也就一定程度的造成电气二次相关设备的投资以及维护成本增加。
5组屏方案和端子排图设计
智能化变电站组屏的方案和常规变电站组屏的方案具有不同性，智能化变电站组屏的方案功能更加齐全，且还具有简单易懂的特点，其将具有不一样等级电压的一体化电气装置进行分别的组屏，并把单独组屏进行有效合并，将变电站层远程控制的主机，以及监控主机和工程师站的设备都放于主控室，对于非IEC61850的智能设备则要进行单独的组屏，并设置相应通信的管理机，实现非IEC61850智能设备转换后进行对时统一管理。在端子排图的设计中，智能化变电站是把一次与二次间端子排列的设计进行了取消，并对多余控制的回路进行了优化，实现对二次设计的简化，有效降低故障事故的发生，对电气系统运行的安全可靠性进行了提高。
结束语
目前，已在某变电站等试点应用本文研制的保护设备可视化运维系统。结果显示，该系统能显著提高现场快速诊断和处理设备缺陷的能力，提供安全措施操作辅助功能，展示智能变电站可视化图形化层次化，具有时间短、配置简洁和维护方便的特点。该系统给变电站运维检修带来了很大的便捷，显著提高了现场工作效率，缩短了现场工作时间。
参考文献
[1]汪希伟，李超，郭启伟，等．智能变电站继电保护状态监测与故障分析系统[J].山东电力技术，2017，44（2），55-57
[2]陈星田．智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[D].重庆：重庆大学，2015.
[3]曹海欧，高翔，杨毅，等．基于全模型SCD二次系统在线检测及智能诊断应用分析[J].电力系统保护与控制，2016，44（14）：136-141.
[4]张华宁，郑少明，王帆，等．继电保护在线监视与分析系统的功能提升与实践[J].电气应用，2015（S2）：467-474.
[5]邓哲林，李俊，钟文慧，等．智能变电站继电保护安全措施及其可视化技术研究[J].电子世界，2016（23）：151.