现如今，我国社会经济发展迅速，电能使用量也逐渐增多，提升变电站技术已经成为必然的发展趋势。在数字化背景下，变电站数字化水平逐渐提升，并实现了操作有序、自动化、标准化，变电站效率有了很大提升。由此可见，变电站优化发展需要数字化技术的支持，对数字变电站二次设计要点进行详细探究迫在眉睫。
1 变电站电气二次系统概述
变电站电气二次系统的复杂程度比较高，其主要作用是负责变电站内各种电气设备的控制和调节，变电站电气二次系统组成主要包括以下几点：
1.1 继电保护和安全自动装置
继电保护和安全自动装置是系统中十分重要的组成部分，其主要作用是保障变电站的稳定运行。如果变电站发生运行故障问题，可以在第一时间发出警报。
1.2 控制回路
变电站二次控制回路的工作内容是对变电站中的各类设备进行控制和管理，并通过控制回路执行命令。
1.3 信号回路
信号回路能够为一次设备工作状态的采集、网络的传递以及信号的输送等提供支持。
1.4 调节回路
控制回路的作用是控制设备的开关合闸，同时对设备的工作参数进行调节控制。
2 数字变电站特点
2.1 一次设备智能化
目前，设备都趋向智能化的方向发展。在变电站中，逐渐涌现出很多先进设备，比如光电式互感器、智能化开关等。由于电缆占据空间大，传输速度慢，数字化变电器的二次回路中不再使用传统的电缆，因此，使用光纤代替电缆，信息传输的载体也由电子变成光子。利用光电数字替换原来的强电模拟信号，完成数据之间的转换，使效率大大提升。
2.2 二次设备网络化
在变电站中，比较常见的二次设备包括继电保护设备、测量控制设备、电压控制设备等。在数字化变电站中，将网络技术应用于二次设备中，能够有效实现数据源的高速传递，实现资源共享。
2.3 运行管理系统自动化
变电站的运行管理系统在进行数据的记录与分析上，一般都是利用自动化网络技术进行记录，而不会用到纸张进行记录，在设备出现故障时，管理系统可以及时对故障问题进行分析，形成故障分析报告，并采取有效的故障处理措施，然后提供有效的数据记录。利用自动化的管理系统，不需要进行定期检修，而是进行状态检修，且可以自动发送检修的报告评估数据，使得劳动力得以有效分配。
3 数字化变电站电气二次设计
3.1 继电保护模式设计
变电站如果要维持正常运行，必须安装继电保护，对变电站元件以及系统进行保护。继电保护器构成核心性的变电设备，因此，需要优化继电保护设计。从本质上讲，对于监控系统有必要设置独立的继电保护，继电保护器与系统监控应当保持彼此独立的状态。经过上述改进，即便自动化变电站突然出现故障，系统内设的保护单元仍可以持续运行。从现状来看，保护测控装置应当涉及电容器、接地变压器与电路等构件，针对关键构件都要配置多层次的电气保护。在测控装置的辅助下，系统应当能获得实时性的电压信息以及电流信息。同时，CPU设有特定的逻辑模块，据此可以诊断各个隔层的性能是否完整。经过优化处理之后，各种类型的电气设备都要进行相应的配置，对此设计了相对严格的配置要求。针对不同类型的系统电气，与之有关的保护功能也会表现为差异性，因此有必要因地制宜运用适当的控制模式。在继电保护设备的实际运行过程中，保护装置拒动现象较为常见，对此，可以应用双重化配置，妥善解决拒动问题。需要注意的是，在应用双重化配置方案时，需要切断所有相关电源，这就需要给各个装置配置独立的电压，才能保证保护装置在停止运行时，不会对其他设备的正常运行造成不良影响。
3.2 增加防误闭锁设计
在数字变电站电气设计过程中，必须考虑电气安全问题。在进行电气二次设计过程中，不仅需要保证设计方案的专业性和合理性，还应该针对生产事故问题制定完善的预防处理方案，保证电力系统安全运行。由此可见，在进行数字变电站电气二次设计过程中，必须对安全防误装置进行科学合理的安装，使其与电力系统设计施工运行保持一致。
在变电站的自动化运行中设置防误闭锁，基本宗旨在于防止高压设备突然出现误操作的现象。从现状来看，防误闭锁可以划分为电气型与微机型的两种类型。在电气连锁的操控下，能优化各个电气回路，借助防误闭锁的相关设备来完成上述的优化处理，然而难点在于：设计人员有必要在整个系统中连接较多条二次电缆，因此也突显了较大的操作难度。此外，后期如果要更改二次接线，则会耗费较多人力或者资金成本。相比而言，建立于微机操控下的防误闭锁表现为独特的技术优势。这是由于微机操控模式设计了特定的闭锁规则，在此基础上构建了数字化的闭锁系统转化模式。因此在处理电气线路时，对于电缆衔接就可以予以忽视。在特殊状态下，对于防误闭锁应当进行全方位的优化设计，在此过程中也不能忽视连接电缆线的操作流程。
3.3 光纤纵差保护设计
光纤纵差保护的原理是通过应用光纤两侧的电气量，促进数字信号的转换，从而实现光纤通讯。光纤纵差保护电力线缆的长度比较大，与一般差动保护相比不会造成回路负载的问题，应用优势明显。另外，光纤的放电能力和防雷能力比较好，信息传输距离比较大，信息量也比较丰富。但是，需要注意的是，当光纤与继电保护设备建立通信连接后会受到盲区的影响，造成光纤通信自愈切换所需时间比较长。为了妥善解决这一问题，在进行光纤纵差保护设计的过程中，需要综合考虑通信机房与继电保护设备之间的连接和保护问题。
3.4 智能设备设计
数字变电站智能设备是由很多设备所组成的，包括二次设备、智能开关、互感器等。因此，在进行电气二次设计过程中，需要优化上述设备的选择和设计工作。需要注意的是，在进行二次设备选择时，应提升二次设备网络化水平。比如，在互感器选择方面应该尽量选择电子式互感器，在开关设备选择方面选择智能开关结构。
3.5 网络结构设计
在进行数字变电站网络结构设计方面，需要注意网络结构是由3个层次所组成的：（1）站控层。其结构形式一般为星型以太网，其作用是对监控层和过程层进行管理，保证良好的通信条件。（2）间隔层。其主要作用是监控管理，通过应用GOOSE协议、点对点技术，保证信息互换。（3）过程层。其是由互感器、终端设备等组成。
3.6 合闸与跳闸设计
数字化变电站的宗旨就在于维持系统正常运行，在运行控制的前提下，针对系统中的断路器、接地开关与隔离开关都要予以实时性的控制。变电站系统经过自动化改进，就能优化整个二次回路。由此可见，二次设计的核心与关键应当落实于跳闸控制与合闸控制。在特定的时间段，数字化变电站就可以发出对弱电的合闸信号或者跳闸信号，电平转换应当适用于强电回路与调合闸线圈。在具体处理时，应当借助远程操控的措施来配置断路器。同时，对于操作箱也要予以自动化的操控处理。
3.7 备自投设备设计
处在运行状态下的数字变电站客观上需要备自投设备作为保障。一旦突然出现断电故障，那么变电站还能启用备自投设备。具体来讲，运行中的备自投设备涉及到双进线供电与母联分段的两类供电模式。在分段供电时，先要彻底断开系统中的分段开关，确保备用电源符合最基本的供电性能。上述模式也可叫做母联暗备用。除此以外，对单母线还可以借助双进线的措施来实现供电，在这其中涉及到备用进线，也叫做线路备自投。具体在布置时，系统设计人员有必要密切结合线路断路器、线路电流与电压大小等要素，对系统中的放电条件与信号位置进行精确判断。当前状态下，多数变电站都设有四遥功能，而四遥功能构成了其他相关功能的前提与基础。在整个变电网络中，四遥功能设计为共享的模式，对于自动化的综合变电站可以提供实时性的数据操控和信息处理。由此可见，四遥功能主要针对数据分类或者其他信息处理。在运行过程中，系统中的后台监控应当能接收实时性的传输结果。从二次电气设计的角度来讲，完善四遥功能的前提在于健全事故分析、故障检修及运行维护等相关性能。在进入运行状态后，网络就能传输精确度较高的通信设备信号，然后将其连接于外部的测控装置。通过上述技术改进，即可对系统电缆完成相应的二次连接。
4 结语
综上所述，在数字化变电站中，二次设备发挥着十分重要的作用。在进行数字变电站二次设计的过程中，应注意采用先进技术，强化电气设备的集成能力，尽量减少变电站现场工作量，提升变电站自动化水平，以保障数字变电站的正常运行。
参考文献
[1]王超．数字化变电站继电保护系统可靠性研究[D]．杭州：浙江大学，2013.
[2]陈忻磊．数字化变电站二次系统可靠性研究[D]．上海：上海交通大学，2012.
[3]侯伟宏，张沛超，胡炎．数字化变电站系统可靠性与可用性研究[J]．电力系统保护与控制，2010，（14）.
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