【摘 要】汕头110 kV东明变电站作为智能变电站建设案例，采用分层分布式架构实现二次系统优化。文章结合该变电站初步设计资料，分析其二次系统在站用电源整合、状态监测配置及合并单元与智能终端整合等方面的优化设计，阐述系统架构、继电保护及自动化与远动系统的设计要点，总结其在提升供电可靠性、运维效率及绿色环保方面的实践价值，为同类智能变电站二次系统设计提供参考。

【关键词】智能变电站；二次系统；分层架构

引言

随着电力系统智能化升级，智能变电站二次系统成为提升电网可靠性与运维效率的核心。二次系统涵盖继电保护、自动化控制、状态监测等关键环节，其设计合理性直接影响变电站运行性能。汕头110 kV东明变电站作为按智能变电站标准建设的项目，在二次系统设计中融入模块化、数字化理念，通过整合站用电源、优化状态监测配置及合并单元与智能终端一体化设计，实现了二次系统的高效运行。

一、实际变电站案例概况

（一）站址与建设规模

汕头110 kV东明变电站位于汕头市潮阳区贵屿镇，站址总用地面积5 019.79 m2，围墙内用地面积4 200.83 m2，总建筑面积2 695.16 m2。工程按智能化标准设计，二次系统采用分层分布式架构，包含站控层、间隔层和过程层。

（二）二次系统架构基础

变电站按无人值班智能变电站设计，二次系统采用分层分布式架构。站控层设监控主机、智能远动机等设备，负责全站数据汇总与远程通信；间隔层按设备间隔配置保护测控装置，10 kV间隔采用保护、测控、智能终端合一装置；过程层部署合并单元与智能终端，实现模拟量采集与控制命令执行。设计严格遵循规范，融合建筑信息模型技术与数字化监测手段，为二次系统的智能化运行奠定基础。

二、智能变电站二次系统的优化设计

（一）站用电源系统整合

该变电站设置2台400 kVA站用变压器，分别接入10 kV的I段和ⅡB段母线，采用单母线分段接线，两段母线间设联络开关实现互为备用。虽然380 V站用交流系统不属于二次系统范畴，但其作为二次设备的核心供电来源，与二次系统的协同设计对整体可靠性至关重要。站用负荷中，直流系统的均充电、浮充电及通信电源等重要负荷采用双回路供电，确保供电连续性。站用电源与直流系统、交流不间断电源形成联动机制：直流系统采用两段母线接线，每段配置独立充电装置和蓄电池组，通过辐射型与环网结合的供电方式，为继电保护、自动化装置等二次设备提供稳定电力；交流不间断电源则保障计算机监控、远动设备等关键装置的不间断运行。这种多层次供电体系，不仅满足了二次设备对电源可靠性的严苛要求，还通过优化供电路径降低了电磁干扰，为二次系统的稳定运行奠定了基础[1]。

（二）对状态监测系统进行优化配置

状态监测系统采用的是分布式采集加集中分析的方法，能从头到尾掌握设备状态，更加方便快捷。核心设备里，主变压器配备了2套油中溶解气体在线监测装置，能实时监测绝缘状态的变化。主变压器铁芯接地电流的检测也不能掉以轻心，2套在线监测系统时刻待命，确保潜在的接地故障不会被忽略。10 kV进线和分段开关柜，专门安装了高压开关柜声表面波温度在线监测装置，有效避免凝露问题，保障设备绝缘性能。全站配备1套智能网关系统屏来汇总信息，该系统包含有Ⅲ区网关、Ⅱ区网关，还有Ⅰ区生产数据单向采集装置，能把所有在线监测的智能电子设备信息收集起来，再通过统一接口将数据传输至物联网平台，实现数据的集中分析与共享。除了常规监测，还配备了1套SF6气体泄漏监测报警系统，实时监控气体状况；电容器室也安装了相应的采集系统和安防设备，其中双目红外热成像测温球机负责监测温度，高清变焦球型摄像机负责观察设备外观，监测情况一目了然。

（三）合并单元和智能终端整合

合并单元与智能终端按间隔实现一体化配置，大幅简化了二次回路的接线复杂度。110 kV主变压器各侧智能终端及本体智能终端均采用双套配置，其中第一套集成非电量保护功能，通过过程层面向通用对象的变电站事件网络，与保护装置实现信息交互，且非电量保护采用就地电缆直接跳闸方式，确保动作的快速性与可靠性。10 kV间隔中，除分段间隔采用双套配置以提升可靠性外，其余间隔均采用保护、测控、智能终端合一装置，单套布置即可满足功能需求。