浅析110kV智能变电站设计

贵州顶效开发区阳光电力有限公司 何秀媛



浅析110kV智能变电站设计

贵州顶效开发区阳光电力有限公司 何秀媛

【摘要】与传统的变电站相比，智能变电站在自动化、节能环保方面有很大的优势，已经成为电力行业重要的发展方向。本文主要以110kV智能变电站作为研究对象，根据实例对110kV变电站的设计进行了探究，并且对变电站的可靠性进行了分析，以期促进智能变电站的推广和应用。

【关键词】110kV智能变电站；设计；可靠性

0　引言

随着社会经济的快速发展，人们对于电力资源的需求量日益增加，为了促进电力行业的发展，必须加强智能变电站建设，保障其正常运行。通过智能变电站能够对电网进行智能化调节和控制，减少运行人员，也能够节约用地和电缆的使用，对于变电站设计至关重要。

1　智能变电站概述

1.1智能化变电站的概念

在智能变电站设计中，广泛使用先进、环保的智能化设备，可靠性较高。智能变电站的智能化建设标准为信息数字化、通信网络化，并且可以实现信息共享，对于数据信息能够进行实时采集、分析和控制，而且还具有较好的监测能力。

1.2智能化变电站结构组成

智能化变电站主要是由站控层、间隔层、过程层所组成的。

（1）站控层。站控层由很多系统组成，包括监控系统、通信系统等等，通过站控层，有利于对变电站设备进行监控、数据采集、电能采集、信息管理保护等等。

（2）间隔层。间隔层最为重要的组成设备是二次设备，主要包括监控设备、继电保护设备、IED设备等多种形式。在变电站的实际运行过程中，间隔层可以在间隔设备方面发挥作用，这样才能实现控制器、传感器以及远方信息输入的输出。

（3）过程层。过程层的主要组成设备是一次设备以及智能化构建，具体包括电压、电流互感器、断路器设备。与此同时，还需要一些智能电子设备，包括合并单元、智能终端等等。

2　110kV智能变电站设计要点及其案例分析

2.1110kV智能变电站设计要点

2.1.1一次设备智能化

智能变电站主要是运用电子式互感器，并且使用光纤传输信号，而其他设备依然沿用传统的变电站设备形式。在设备接口方面，智能化接口可以使用智能终端设备，更好的发挥智能化功能，合理控制智能变电站的配电。所以互感器的选择则至关重要。

2.1.2二次设备网络化

现阶段，在智能变电站自动化系统设计中，IEC61850标准最为完善，能够体现出网络化和技术化这双重技术。早在2000年，嵌入式硬件和操作设备已经开始飞速发展，并且在实践中得到了推广和应用，而这些也为IEC61850标准的完善和应用提供了条件。传统的IEC60870-5-103标准只是一个单纯的通信规约，而IEC61850标准不仅是通信规约，而且还是变电站数字化标准，在指导变电站设计、运行、维护方面能够发挥十分重要的作用。具体而言，IEC61850标准最大的不同在于对象模型方面，其能够综合利用服务器模型、逻辑设计模型、数据对象模型等，建立健全变电站数据模型，并通过XML配置语言对模型进行详细描述。

2.2实例分析

110kV合兴变电站在2011年已经投入使用，与传统的变电站相比，其二次回路、设备形式以及检测形式差异性较小。

（1）110kV合兴变电站规划建设规模：变电站的接线形式为110kV为单母线分段接线，35kV单母线分段接线，10kV单母线分段接线。变压器2×50MVA，110kV进线2回，35kV出线8回，10kV出线20回，10kV电容器4×4.8Mvar。

（2）110kV合兴变电站设计方案：电子式互感器目前运行稳定性不高，抗干扰能力差，所以在本次设计中，过程层依然沿用常规电磁式电流互感器、电压互感器，通过合并单元，可以将传统互感器模拟量转化为数字信号，然后传输至控制器以及其他电子设备上。智能终端设备实现传统开关的数字化接口，然后安装在以此设备周边的端子箱，限制一次设备的控制电缆、信号电缆的位置，实现保护、测控装置的I/O采集和输出功能，使用过程层网络，按GOOSE协议与间隔层保护、测控设备通信，有利于实现变电站的信息共享。

（3）110kV合兴变电站采用智能化设计后变电站占地面积从传统的4680m2减少到4036m2，而且节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资、节约了保护小室及主控室等的占地面积和投资、GIS智能控制柜优化了二次回路和结构、智能控制装置提供了系统的交互性、联调在出厂前完成，现场调试工作量减少、基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便、缩小了与互感器的电气距离，减轻了互感器的负载。

综合使用各项先进的技术，包括计算机技术、网络技术等，及时获得设备的运行参数，并且将这些参数交由有关专家进行系统分析，能够及早发现潜在故障。110kV电压等级GOOSE与SV分开组网；SV采用双单网，GOOSE采用共享双网。

传统的变电站微机保护测控装置，能够采用端子与端子之间的连接形式，使得变电站的保护装置能够与一次设备和二次设备进行有效配合。新时期，随着科学技术的发展，数字化保护测控装置应运而生，二次设计方式也有了很大的突破。在变电站中，有很大一部分节点、继电保护出入口、交流输入等被过程层的一系列设备所覆盖，在这种情况下，光纤接口逐渐开始发展并得到了广泛应用。随着光纤技术的不断发展，数字化保护测控装置的隐蔽性越来越强，用户很难准确的了解到装置中的实际情况，在这种情况下，人们提出了虚端子的概念。

在变电装置中，虚端子主要源于ICD文件，该文件的主要内容有三种，包括虚开入、虚开出以及MU输入。其中的每一部分都是由虚端子进行描述的。虚端子逻辑联系表的重要依据是装置虚端子表，通过虚端子逻辑联系表，能够以表格的形式整理出各个装置之间的逻辑关系，而且还能够对这种复杂的逻辑关系进行系统化整理，这样就减少了现场的操作，更有利于实现远程操作。

3　110kV智能变电站设计中存在的问题

目前110kV智能变电站存在最大的问题就是电子互感器目前运行稳定性不高，抗干扰能力差，而且受生产厂家的质量影响较大。但随着技术的发展，已经出现了光纤互感器。光纤互感器的理论基础是电子互感器技术，采用光纤互感器，能够有效的提高互感器的运行可靠性以及抗干扰能力，提高互感器的应用成熟型，提高变电站数字化水平，从而保障电网的正常运行。但是，由于价格昂贵目前使用范围不大，随着技术的发展，这些问题都将被克服，智能化变电站将会得到进一步的推广。

4　结语

随着科学技术的发展，传统变电站的自动化系统面临很多挑战。我国智能变电站的发展起步较晚，但是由于其应用优势明显，因此已经成为变电站发展的主要方向。在此背景下，要求110kV智能变电站具备较高的技术水平，不断增强设备以及自动化系统的功能，提高供电稳定性，这样才能保障电网运行可靠性。

参考文献

[1]张伟.110kV智能变电站设计方案研究[J].商品与质量,2015(02):76-77.

[2]范清华.小议110kV智能变电站设计及其可靠性[J].科技经济市场,2015(09):189-189.