35 kV數字化變電站設計方案探討
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在10 kVI，Ⅱ段母線處各設備一臺合并單元，采集10 kV I，Ⅱ段母線的進線和10條饋線部分的三相線路保護和測量電流值，同時采集10 kV I，Ⅱ段母線的單相線路電壓值和零序電壓值，其中10 kVⅡ段母線處的合并單元也負責采集10 kV母聯部分電流值。
4．2 智能斷路器
在數字化變電站中，智能開關設備的研究和現場應用相對滯后一步。因此在目前的技術條件下，可供選擇的智能開關設備不是很多，目前主要的還是一些國外廠家生產的產品，國內的廠家也已經在開發適用于各種電壓等級的智能開關設備，其中35 kV和10 kV的智能開關柜已經開始試用。
本方案中，35 kV和10 kV智能開關設備選用智能化的成套開關柜，配備智能保護(控制)裝置，這種裝置應具有自動采集交流量和監視斷路器狀態等功能，并以IEC61850標準與站內其他IED進行通信。另一種方案是采用常規的開關柜，再在開關柜上加裝基于IEC61850標準的保護、測控一體化裝置及智能操作箱來實現智能開關柜的功能。
4．3 交換機
以太網交換機在過程層通信的主要網絡部件，由于過程層通信所處的惡劣電磁環境，以及采樣值和GOOSE信息對實時性的要求，方案中選擇工業以太網交換機。
這種工業以太網交換機應滿足IEC61850-3中變電站環境對設備的要求，較普通交換機更加堅固，可安裝在標準DIN導軌上，并有冗余電源供電，接插件采用牢固的DB-9結構或者更加堅固的具有IP67防護等級的M-12接口，用以滿足苛刻的工業現場環境，可以抵抗震動，腐蝕和電磁干擾，大大提高了設備和網絡的可靠性。交換機采用雙全工交換模式，支持IEEE802．1q(虛擬局域網)和IEEE802．1p(優先級標簽)這兩個與網絡通信服務質量密切相關的協議。其中，IEEE802．1q定義了基于端口的虛擬局域網(VLAN)，IEEE802．1p定義了報文傳輸優先級，后者對于過程總線上采樣值報文和跳閘GOOSE報文的實時傳輸十分重要，因為當過程總線上數據通信負荷較大時，通過給采樣值報文和跳閘GOOSE報文置上高優先級標簽，可以保證這兩類報文會在交換機內優先轉發出去。
在網絡結構上，工業以太網交換機利用光纖雙環網的網絡架構和環網冗余協議，光纖網絡具有很高的抗干擾性，環網冗余協議相對于標準以太網的STP(生成樹協議)及RSTP(快速生成樹協議)的斷路恢復時間有了明顯提高，如業界領先的工業交換機制造商MOXA公司的專有環網冗余協議MOXA Turbo Ring協議，能夠在環網線路出現故障時在20 ms內切換到備份路徑，保持通訊的不間斷運行，大大提高了網絡的可恢復性。并可根據需要靈活選配光端口和電端口的數目。
此外，由于合并單元、保護設備和開關控制器所傳輸信息的重要性，它們均應直接和交換機端口相連，即保證各自享有獨立的帶寬。本文引用地址：http://www.104case.com/article/157712.htm
5 數字化變電站建設過渡方案
目前，國內數字化變電站系統的應用和實施尚處于起步階段，尤其是非常規互感器還需攻克一些技術難題，國內滿足要求、可推廣應用的智能一次設備太少；就交換機和嵌入式智能裝置而言，在過程層應用1 000 MB以太網的技術還不成熟；諸如此類問題決定了數字化變電站的推廣不可能一步到位，必須根據各地實際情況分階段按不同的工程方案實施。
第一階段：變電站自動化系統在變電站層和間隔層真正實現IEC 61850，實現不同廠家IED之間的互聯和互操作；而過程層設備采用常規設備，間隔層設備采用傳統的點對點硬接線聯結方式接入常規互感器和斷路器；目前很多已投運的數字化變電站采用的都是這種方案。
第二階段：在不改變現有常規一次設備的基礎上，通過在一次設備本體或附近加裝模擬式輸入合并單元和智能控制單元完成過程層設備的智能化；間隔層設備全部取消了模擬輸入、開入和開出，僅通過通信按照IEC61850-9-1／2與合并單元、按照GOOSE與智能控制單元連接；間隔層、過程層間完全通過數字化連接，取消了大量點對點硬接線連接。這種方案是比較主流的。
第三階段：變電站層和間隔層、過程層全部實現數字化。過程層設備采用非常規互感器和智能一次設備，過程層的測量、監視和控制全部實現數字化、網絡化，采用1 000 MB雙環型網絡架構，變電站總線和過程總線合二為一，最大限度地實現了信息共享和系統集成，是今后數字化變電站的最終發展方向。但由于非常規互感器、智能斷路器及其他智能一次設備目前仍有大量的技術問題未解決，因此這種方案在目前的實際工程應用中基本處于示范性探索階段。
6 結 語
數字化變電站是未來變電站自動化發展的方向，本文首先介紹了數字化變電站的關鍵技術，并基于IEC61850標準，設計了35 kV數字化變電站模型，內容包括系統主接線，變電站網絡，IED及電氣設備的配置等。從目前國內外高壓電氣設備和二次設備(IED)的發展情況和運行經驗來看，數字化變電站的建設還需要一個比較長久的過程，可以走先改造，再建新站，先部分數字化，再完全數字化的道路，對此，本文最后提出了建設基于IEC61850數字化變電站的過渡方案。
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