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摘要：本文首先分析了智能变电站二次设备现状及发展前景，阐明了二次设备就地化的意义及发展现状，最后结合不同自然环境对就地化二次设备的应用方法进行分析论述。对于智能变电站来说，就地化二次设计方案是一次创新的全面的变革，促进了一二次设备的融合同时也是智能站二次设计未来发展的趋势。
关键词：智能变电站；二次设备就地化；就地化保护装置；
一、智能变电站二次设备现状及发展前景
1.1智能变电站二次设备现状
从2009年国家电网确定第一批智能变电站建设试点工程，到2011年以后所有新建变电站全面按照智能变电站技术标准建设，再到2015年，新建智能变电站达5000多座[1]。近年来，智能变电站相关专业技术得到了充分发展，合并单元、智能终端、电子式互感器等智能新设备大量应用。然而新技术、新设备的应用和安装方式的变化给二次专业带来了一些新的问题。
1.1.1继电保护发展方面
长期以来，继电保护装置技术虽然得到较大发展，但接口形式始终采用的是端子排的形式，这使得继电保护装置运的维始工作终保持着较为传统的方式，制约了继电保护运维效率的进一步提高。
1.1.2运行维护方面
现阶段二次设备种类繁多、二次回路错综复杂，使得现场安装接线、调试配置及检修等工作量大，设备试验需要多间隔设备甚至全站陪停，安调及检修时间长。随着电网规模迅速发展，现有安装调试及运维检修力量承载力明显不足，较难满足电网建设运行的需要。
1.1.3节约土地方面
伴随着城市的迅速发展，土地资源显得尤为稀缺和宝贵。然而，人口高度密集和土地资源匮乏的城市中心区域往往又是电力负荷需求中心，使用地矛盾显得更加突出。
1.1.4智能站发展方面
目前，大量智能变电站采用“智能终端+合并单元”过程层设备，正由一次设备智能化阶段向智能一次设备阶段转变。
变电站智能化后，合并单元、智能终端布置在就地开关场就地智能控制柜内，而保护、测控装置则布置在二次设备室内，形成间隔内二次设备的功能较为分散，未形成统一硬件模块，与国家电网模块化发展思路有所背离[2]。
综上所述，在现有基础上进一步提高系统性能、突破创新技术和变革运维模式，用以解决智能变电站发展过程中出现的新问题迫在眉睫。
二、二次设备就地化的意义及发展现状
2.1二次设备就地化的意义
二次设备的就地化指的是将传统的放在综合保护室的二次设备装置布置在一次设备附近，这样不仅可以减少采样电缆与功率的损耗，还能减少二次设备与开关等设备的连接电缆。二次设备发展存在以下不同阶段：继保小室、预制舱、就地柜（汇控柜）与一次设备集成。就地化优势相当显著，不仅为安装变电站建设节省用地，节约投资，同时，还简化了整体二次回路施工，并减少了调试，维护工作[3]。
在一系列“六统一”的标准和规范实施后，保护装置的输入输出量、压板、端子、报告和定值的统一，规范了保护装置的对外接口、内部逻辑和输出信息。在此基础上，具备进一步简化装置接口，将接口的物理实现形式由端子排转变为专用连接器。同时专用连接器接口密封采用特殊工艺处理，能够满足防水、防尘等具体要求，提高了装置的防护等级。在此基础上，随着芯片技术的不断发展和进步，使得保护装置小型化和就地化具备了的基础条件。
2.2二次设备就地化的发展现状
二次设备安装方式有主控室集中组屏、继保小室集中组屏、现场就地柜布置等多种方式。最近两三年，智能变电站建设中出现了智能控制柜现场安装方式，智能控制柜具备环境调节功能，可以为保护装置提供相对适宜的运行环境，但是智能控制柜使用造成过程层设备与室内的保护装置功能较为分散，过多增加了中间传输及转化环节，使得速动性和系统可靠性有所降低。
目前，就地化保护主要以就地柜或就地无防护两种方式安置二次设备，就地化保护不仅具备经济性和模块化程度好的特点，且安装简单方便，不需建筑物，保护装置可安装于一次设备附件的智能控制柜或GIS汇控柜内（就地柜方式），甚至保护装置可直接安装于汇控柜外侧壁或就地架构上（无防护方式）。同时，就地化保护装置对于常规互感器，可大大减少TA负担，饱和问题得到有效改善。在此基础上，我们为就地化保护装置配置即插即用型专用连接器，设计标准化航空插头接口，该类连接器能够实现快速、可靠插接，有效缩短现场作业时间，操作简单方便，极大的提高了设备的运维效率。最关键的是，就地化保护装置可充分利用智能站数据共享优势，简化装置开入和开出电缆，减少二次设备种类，提高装置的通用性。
2.3不同地区二次设备就地化的发展方向
针对不同地区现状，具体分析就地化设备在不同地区的应用，根据现场自然环境情况，如天气情况、温度变化、空气湿度等多方面因素选择就地化保护设备安装方式。自然环境较好平原地区可直接采用无防护方式安装二次设备，目前大多新型就地化保护装置均具有ＩＰ６８的防护等级，且具备很强的抗电磁干扰能力，可完全满足目前各类新型就地化保护设备的运行要求。
然而，山区、高原等自然环境较为恶劣，季节及昼夜温差较大且强风强沙环境。因针对于该类地区特点，选用抗逆能力满足条件的就地柜安装方式。宜将就地化保护装置安装于智能控制柜或GIS汇控柜内，其中智能汇控柜近年来的应用极为常见且非常成熟。在就地化保护装置本身具有较好的应对外界环境能力的条件下，通过智能汇控柜对柜内环境的调节，更好的提供了装置的可靠外部环境。对于低温环境，智能汇控柜多采用加装岩棉板的方式，制作双层柜体，内设岩棉板，即可很好的为智能控制柜保温，以避免低温内部就地化装置稳定性造成影响。对于高温环境，相对应采用空调冷却技术，该技术极其适用于大气温湿度极端变化的现状。空调通过压缩式制冷来实现吸热降温，通过加热片来实现加热功能，在机柜密闭的情况下将机柜内空气的热量及水分向柜外转移。在密封方面，智能控制柜多采用空心密封条，90°垂直双重配置，使舱门关闭时2个方向均有密封效果，柜内换气则恰好可通过柜体空调进行良好实现。
三、就地化装置的总结及展望
随着技术的发展，二次设备就地化技术已趋于成熟，也必将成为主流。在安装过程中，它可以极大地减少与互感器(合并单元)及操作箱(智能终端)的连接电缆(光缆)，优化二次回路设计，简化网络配置，减少对网络和时钟的依赖程度，促进了一、二次设备的融合，缩短施工周期，减少维护成本，有效地提高智能变电站中继电保护的可靠性，在设计环节、安装调试环节、运行维护环节具有明显的效益。
同时，在运行维护过程中，必将明显减少运维检修的工作量，设计、施工、调试都更加方便。保护就地化后，装置实现即插即用，运维检修模式发生变化。同时，传统保护设备调试时间较长，保护就地化后，标准化接口同时为设备调试提供了方便，自动调试系统与保护装置直接连接，完成自动调试功能。
随着二次设备就地化的应用，现场作业将更加简单高效，减少停电时间，提高工作安全性。同时，装置调试、检修和消缺时间大幅缩短，对提高设备可靠性和电网运行效率将发挥重大的作用。
参考文献
[1]卢卓群,陈祝新,王涛,智能变电站原理分析及发展前景预测[J].东北电力技术，2016.03:13-15
[2]裘愉涛,王德林,胡晨,董新涛,无防护安装就地化保护应用与实践[J].电力系统保护与控制,2016.10:1-5.
[3]李岩军,艾淑云,王兴国,李明,继电保护就地化及测试研究[J].智能电网,2014,03:16-21.
[4]袁仕贵,智能数字化变电站继电保护改造方案的探讨[J].科技展望,2014,17:130-130.