浅谈110kV智能变电站设计方案

张志敏 王超琦

（1.安徽合肥 230000 2.北京国电工程招标有限公司 北京 100040）

浅谈110kV智能变电站设计方案

张志敏1王超琦2

（1.安徽合肥 230000 2.北京国电工程招标有限公司 北京 100040）

经济的快速发展带来了用电量的大幅度增加，工农业生产和人民日常生活的用电量的提升对电力供应数量和质量的要求愈加严格。供电基础设施和供电设备不断增加来提高供电效率和供电数量，变电运行人员的缺失、不断增加的变电站数量及无人值班的变电运行模式兼具社会效益的经济效益的优势让智能变电站运行模式开始推广和应用。对智能变电站的设计工作进行研究有利于提高变电站管理运行效率，提高供电的稳定性和连续性，最大化供电企业的资源利用率和降低供电的人员成本。本文主要阐述智能变电站的定义以及其相应的结构、技术特点等等，并且根据110kV智能变电站的设计要点进行相关的设计方案研究。

110kV；智能；变电站；设计方案

随着经济的迅速发展以及市场形式的不断变化，智能变电站得到了广泛的发展和普及。由于发展起点慢、科技创新应用经验有限，整体的智能模式优势与问题同在，因此如何发挥智能变电站模式的优点，寻找并解决智能模式中存在的问题，及时的促进其发展和进步，实现人员成本的下降是现在急需解决的首要问题。

1 智能变电站的定义、基本结构以及技术特点

1.1 智能变电站定义

智能变电站主要是指对现代化的设备进行有效的运用，使其能够充分的组合，以此实现信息共享标准化以及变电站信息的数字化，除此之外，还能够自动对电网进行控制以及测量、保护，并且机械化的对出现的临时状况进行在线的分析与决策，按照决策对设备进行实时控制，以此来实现其与周围的变电站的协同合作。

1.2 智能变电站的基本结构

110kV智能变电站的基本结构按照不同的分类元素，可以分为多种不同的类型，主要的两种分类元素为物理结构以及系统功能。如果按照职智能变电站的物理结构来说（如果按照智能变电站的物理结构来说），其基本结构可以分为智能一次设备和网络化二次设备两种基本结构，如果按照智能变电站的系统功能来说，智能变电站可以分为三种基本结构，其分别为过程层、间隔层以及站控层。三种结构的构成各不相同，过程层的构成主要为变压器等相关智能组件；间隔层主要构成为计量设备等相关接入转化设备；站控层主要构成为防误闭锁系统以及火灾报警系统等。

图1 110kV中置式变电站示意图

1.3 智能变电站的技术特点

1.3.1 中端分级控制设备技术

中端分级控制设备技术的主要目的是控制技术水平的高低，主要的方式为依据电力安全的生产准则对其进行有效的控制，这种方式不仅能够极大程度的提升变电站设备的利用率，还能够使智能变电站的间隔层以及设备层独立的进行工作，从而充分发挥其功能，不受其他的基本结构的干扰。除此之外，这种中端分级控制设备技术可以通过减轻中央处理设备的负荷来降低运作风险。

1.3.2 引用设备控制端

1.3.3 光纤技术的电力装置集成化

光纤技术的电力装置集成化这一技术可以有效的提升智能变电站的稳定性，因此是智能变电站运作的主要方式，对于相关局域网的监督管理有着重要的意义。它不仅可以实现稳定的进行各层之间的数据运输，还能够集中化的进行是智能管理以及检测工作，除此之外，还能够充分的节约安装成本以及设备空间。

2 110kV智能变电站的设计要点

2.1 对智能化一次设备进行选择

由于光纤的性能优点较多，其与磁光玻璃的胶结可以使维护周期迅速缩短，因此在110kV智能变电站中，主要使用的电子互感光纤传输元件。与其他的主变侧的传输元件相比，它的闭环控制技术有着较高的精确度，与此同时，有一部分一次设备将原有的设备的智能化接口作为智能终端，这样的特性能够充分的实现电力系统的运行要求。

对于110kV电力系统的配电来说，主要使用中置式真空开关柜对其进行出线保护测控，这种开关柜的使用极大程度的降低了成本费用，只需要在主变低压侧的外部匹配智能终端，但是不需要再对每个出线柜都予以相关的配置。

图2 110kV智能变电站主变压器示意图

2.2 构建网络构架

想要大幅度的增加数据的传输速率，就要充分的运用以太网络，使其速率超过100Mb/s，与此同时，所有的设备都支持IEC61850规约，并且都有相应的通信接口。网络根据逻辑功能可以分为三类，其分别为间隔层、过程层以及站控层。

过程层网络又可以具体分为两种，其分别为采样数据网和GOOSE网，其网络结构为星型拓扑，两者之间存在着独立性。站控层网络，其拓扑选取的是单星型结构。针对双重化的系统保护的特殊要求而言，必须要确保对于有关的过程层网络为双重化配置。在进行网络构建的过程中，首要的问题为坚持双重化配置的两个过程层完全独立，只有做到两个过程层完全独立，才能够满足对于继电保护的相关要求，使后续工作能够逐渐的开展，从而使得电力系统的安全能够有足够的保障。

3 110kV智能变电站的设计方案

3.1 某智能变电站的工程概况

某110kV智能变电站，其为全户内终端变电站，目前拥有12回10kV出线以及1回110kV出线，50K～A（50kVA）变压器1台。该变电站的规模较小，主要使用的是GIS组合电器以及开关柜设备。

3.2 智能化一次设备

（1）对主变压器进行智能化改造。通过科学的使用智能化的终端设备，可以充分的实现对油中所溶解气体的特征量的监测分析，除此之外，还能够实现对于有载调压开关等主变压器的电量以及相关设备的控制以及管理。

（2）对110kV的进线侧以及内桥侧进行智能化的改造，具体的方式为：可以选用罗氏线圈电子式的电流电压互感器来进行相关操作，由于考虑到性价比的因素，对于出线间隔的处理是可以选择一些较为常规的互感器的，比如说罗氏线圈电子式电流互感器。

（3）设置变电站的智能开关。在进行110kV的安装操作时，可以运用就地开关柜的多功能装置来实现测控、计量以及相关的保护功能，并且通过对断路器状态的分析、监测以及采集，来有效的实现对110kV断路器的管控工作。

3.3 110kV智能变电站系统的优化设计

（1）间隔层

对于间隔层的优化设计，在优化设计变电站系统时，可以直接连接110kV设备与站控层的中心交换机。与此相对比，单星型网络拓扑结构是进行110kV间隔设置时必须要做的工作，此时通过光纤能够有效实现与站控层网络的合理连接。

（2）过程层

由于间隔层以及过程层设备都是属于就地一体化设计的形式，因此大大的简化了网络结构，可以直接的取消过程层网络，从而能够大幅度的节约成本。

（3）站控层

选取单星型结构的站控层网络结构，在进行网络构建的实际过程中，需要根据MMS、SNTP合一的形式，在满足智能化功能要求的前期下，适当的减少成本以及设备投资。与此同时，还需要结合该变电站的实际情况，配置两台24口站控层以太网的交换机，以此来满足该变电站实际需求，实现智能变电站的长期稳定发展。

4 结束语

综上所述，110kV智能变电站的模式大范围普及和应用适应了当前市场经济发展的形势，对其的模式和应用的系统化研究以及设计能够有效、及时发展管理中的漏洞，便于解决实际问题，保证智能变电站合理发挥作用，满足工农业经济发展的用电需求。经济不断进步，科技不断发展，电力的供应为其提供动力，经济和科技也在不断推进电力企业管理水平，科技应用的效率化和效益化。

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[2]张晓更.我国建设智能变电站的必要性及其前景探析[J].机电信息，2013（03）.

[3]惠统.对优化110kV变电站工程项目建设的几点思考[J].电子世界，2013（09）.

TM63

A

1004-7344（2016）08-0033-02

设备控制端这一技术可以有效的提升智能变电站的可靠性，其主要是依靠引用设备控制端来进行电力系统的运维工作，由于终端的高智能性，导致其可以代替人工进行事故的检测、判断以及决策工作，并且比人工技术人员更加专业、迅速，能够有效的减少变电连锁故障的产生。

2016-3-2

张志敏（1990-），男，助工，本科，2011年6月毕业于合肥工业大学。

王超琦（1990-），男，助工，本科，2011年6月毕业于合肥工业大学。