关于220kV智能化变电站设计的研究与探讨

涂璐

摘 要：随着国家经济的快速发展，智能变电站也开始发展起来了，本文就关于220kV智能化变电站设计的研究与探讨。

关键词：220kV 智能化变电站 设计

1.智能化变电站与常规变电站的区别

1.1过程层设备。常规变电站没有过程层设备，因此，主要设备控制和各种信息收集的保护测量和控制设备都是通过连接大量电缆来实现的。这种类型的连接既不能满足主设备和次设备彻底隔离的要求，也可能导致二次系统的复杂性，难以设计。智能变电站也引入了智能设备的概念，即一次设备和智能组件的有机组合，具有数字测量，网络控制，状态可视化等功能。认为实现高压设备智能化的关键技术在于智能终端的设计和实现。1.2通信协议复杂多样。在常规变电站中，各种辅助设备与后台、远程调度主站之间的通信协议复杂多样，目前常见的通信协议包括DNP，103，104和MODBUS等，智能电网变电站内通信标准IEC61850是智能变电站自动化通信系统的新标准。

2. 220kV智能化变电站技术特点

2.1实现局部或全局智能控制。智能变电站展示的特征之一是对设备的临时能量控制，然后在为类似设备采用光电技术的过程中，其本地控制柜的效果实际上等同于小型GIS控制器的效果。另外智能设备也有效实现，动力传输本身和动力设备之间。2.2引入控制终端。计算机终端是变电站运行操作过程的核心，变电站显示的实际运行状态可以相互比较，可以通过计算机终端直接计算出来，并且可以在很短的时间内进行判断和处理。2.3光纤技术的应用和集成化电力装置。光纤技术本身采用了相关措施，有效地满足了变电站内各控制层所表现的有关地方城市网络管理的要求。在此基础上，在传输过程中传输大量数据，光纤技术可以使传输系统更加稳定可靠。电能检测设备本身表现出设备，管理设备，主要属于一种计算机数字技术应用。2.4分级控制技术的应用。分布式控制技术的应用有效降低了中央处理设备的负荷，降低了潜在风险，提高了设备的工作效率。该技术的实现原理是分别在三层安装具有智能控制和处理能力的设备，实现自身的分级控制优势。

3.220kV智能化变电站设计

3.1系统网络。变电站系统网络的核心组件是高速以太网。其通信协议标准是IEC61850。变电站系统包括三个主要网络：站控层，间隔层和过程层。引言如下：站控层网络采用双星型拓扑结构，选用100Mbps以太网，冗余网络采用双网双工方式运行，实现网络无缝切换，站控层网络实现间隔层设备与站控层设备之间的通信，间隔与间隔之间的非实时通信也在站控层网络实现。过程层网络处理过程层和间隔层装置之间的通信，通信方式分为点对点和网络方式。过程层网络包括GOOSE网和SV网，一般采用GOOSE和SV共网传输方式。3.2二次设备配置。3.2.1保护配置方案。（1）220kV母线保护。变电站的实际规模根植于此，为220kV母线配置双向微机差动保护。为了促进母线保护的双重化，终端一体化设备应安装在每台智能交流控制柜内线路和总线。为相对独立的GOOSE传输选择输入量。（2）220kV总线连接和段保护。220kV母线和分段应分别配备2套计算机式分体保护装置，修改后的装置应具备测量和控制功能，并安装在智能交换控制柜上。断开间隔时，最好选择直跳方式来处理保护装置。跨区间信息可适当用于GOOSE网络传输。（3）主变保护。变压器保护根据双重配置，每个保护都必须有自己的主备保护功能。变压器保护可以直接采样，GOOSE网络可以接收故障保护跳闸命令，然后执行跳变动作。

3.2.2测控配置方案。首先，可以选择220kV电压等级作为综合测控装置，分别连接主变压器和母线；其次，220kV母线测控装置应分开配置；第三，监测和控制保护装置应适应以下要求：主要设备应反映两套设备的操作信息；两套保护和张力测量设备应进行隔离和开放控制；第四，断电报警信号应配置独立的保护装置，可选择其他报警信号进行网络输出。

3.2.3交换机配置方案。站控层和间隔层网络采用双重化星形以太网络，过程层网络按电压等级设置，10kV不设置过程层网络。除保护直采直跳外，其余SV、GOOSE组网传輸，220kV及110kVGOOSE网和SV网合并设置，220kV采用双重化星形以太网络、除主变间隔外的110kV间隔组单星形以太网络。220kV及主变高、中压侧每个间隔配置2台过程层交换机，110kV线路每2个间隔配置1台交换机，主变低压侧不设专用交换机，低压侧设备接入主变110kV侧交换机。

3.2.4高级应用

（1）顺序控制。顺序控制包括站内间隔内操作及跨间隔操作，是基于变电站一体化监控系统的数据采集，包括变电站所有实时遥信量、模拟量及其他辅助遥信量，顺序控制还需具有防误闭锁、事件记录等功能。（2）智能告警及故障信息综合分析决策。建立变电站故障信息的逻辑和推理模型，在故障情况下对包括事件顺序记录信号及保护装置、相量测量、故障录波等数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。（3）设备状态可视化。采集主要一次设备状态信息，重要二次设备的告警和自诊断信息、二次设备检修压板信息以及网络设备状态信息，进行可视化展示并发送到上级系统，为电网实现基于状态检测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据支撑。（4）支撑经济运行与优化控制。系统提供智能负荷优化控制功能，根据预设的减载策略，在主变过载时自动计算出切负荷策略，或接收调度主站端或集控中心的调节目标值计算出切负荷策略。并将切负荷策略上送给调度主站端或集控中心确认后执行。

4.结束语

综上所述，我们要对220kV的智能变电站的工程要有一些了解，来适应新电网的发展，减少电网的故障。

参考文献：

[1] 彭鹄，田娟娟，陈燕，闫培丽，史京楠.重庆大石220kV新一代智能变电站优化设计[J].电力建设，2013，34（07）：30-36.

[2] 苗文静.220kV智能变电站设计方案及应用[D].华北电力大学，2013.