110kV智能化变电站电气系统设计研究

王珂

摘   要：智能化变电站的应用使得电力系统运行的稳定和效率得到了有效提升，在智能化变电站当中的电气系统是至关重要的环节，因此需要对其设计过程进行充分的研究，从而能够有效发挥电气系统自身的实际作用，确保智能化变电站的安全稳定运行。本文以110kV智能化变电站为主要的研究对象，对其中的电气系统设计进行了研究。

关键词：110kV智能化变电站  电气系统  设计

中图分类号：TM76                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）03（a）-0009-02

在电力系统运行稳定性和安全性问题上需要依靠先进的技术对其进行保证，而对于现阶段变电站的主要发展趋向而言，需要逐渐向自动化和智能化的方向发展，这一目标的实现能够在很大程度上提升电力系统工作稳定性和安全性，并且需要相应的设计工作人员对这项工作加以重视，在充分研究的基础上确定相应的设计方案，提高电气系统的工作稳定性。

1  智能变电站概念

对于智能变电站而言，主要指的是利用现代化技术以及相关的智能化设备来促进变电站逐渐向信息数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化发展，并且在对这些技术和设备的合理有效利用下确保变电站系统能够做到自我保护、自主控制等工作，同时还能够与电力系统运行的相应要求相结合的情况下实现实时有效控制输配电网的操作，达到变电站与变电站之间的交流合作等目的。

2  智能变电站技术应用及其电气系统设计要点

2.1 智能变电站技术应用

在智能变电站当中需要依靠一些先进的智能化技术来支撑变电站的运行，其中主要包括：（1）对设备控制端的利用。在合理有效利用计算机设备控制器的情况下，智能变电站能够有效实现自身系统的运行维护工作，并且从变电站系统整体上讲，在有效结合相应的检测设备的情况下能够实现计算机终端系统功能的进一步发挥，从而能够显著降低变电站发生故障和事故的可能性，有效提高了110kV智能变电站的供电稳定性;（2）对中端分级控制设备技术的利用。在这一控制环节当中就会使得变电站结构当中的间隔层以及设备层能够在相对独立的环境中分别对变电站进行控制，并能够有效发挥各自的作用，使得变电站系统当中的中央处理设备所产生的负荷降到最低的状态，有效降低了变电站系统当中控制设备的集中化所导致的运行风险;（3）对光纤技术的应用。在110kV智能变电站系统正常工作的过程当中，其系统所组成的局域网络需要进行合理有效的监督和管理，而这项工作的开展就需要借助先进的光纤技术，在合理有效地利用这一技术的前提下能够显著提高变电站系统结构中各层之间数据传递的有效性和稳定性，从而大幅度提升变电站的工作可靠性，光纤技术的应用能够实现变电站系统数据的有效共享。

2.2 电气系统设计要点

在对智能化一次设备进行选择的过程中，需要充分考虑变电站实际工作的要求，利用先进的光纤技术来设置相应的电子式互感器信号传输元件，并且在相应智能终端的利用下实现电力系统的运作要求，在110kV变电站进行输送电的过程中需要借助中置式真空开关柜，并在合理安装线路保护设备的情况下确保这一设备工作的有效性。在对110kV智能变电站进行网络构架建立的过程中需要借助高速以太网，从而能够显著提高系统各方面数据信息的传递和收集的速度，并且在变电站各组成结构当中应用相应的数据网络结构，从而能够在独立工作的状态下保证变电站正常的运行。

3  110kV智能变电站电气系统设计

3.1 电气系统一次设计

首先是对110kV智能变电站电气平面进行合理化布置，这方面的设计工作需要有效结合变电站现场的实际情况，制定相应的设计规划，从而有助于电气系统智能化一次设备的设计和选择，例如在变电站室内空间当中需要对消防设备以及通风设施进行合理有效的設计等，对二次设备进行设计时需要注意的是在垂直空间当中不应该设置相关的电容器，从而能够有效地避免由于电容器的工作而对相关的计算机的工作产生的影响。

然后是对电气设备的选择，在进行设计时需要借助电气平面设计方案，对各区域在功能、面积等划分上进行考虑，再加上电气设备的主要参数能够进一步提高设计电气设备的有效性。选择电气设备额定值时，应该通过主接线方式，并且对工作状况进行合理的分析，对电气设备的动稳定性、热稳定性等参数进行校验和核算，并对其工作状态进行合理有效的分析和研究，在确保电气设备能够稳定正常工作的情况下选择合适的电气设备。

其次是对主接线的设计，在对电源形式进行设计的过程中可以利用双电源形式，在合理选择接线方式的情况下对变电电路进行有效连接，变压器连接高压侧线线路，依据母线分段的方式来处理低压线路，由于主接线涉及的范围比较广泛，从对电气设备的选择开始一直到配置配电，包括继电保护方案等方面的落实。然后是对单母线形式的设计，再利用相应的电源进行方式来确保变电站系统安全稳定的运行，其中电源进线方式需要依靠两种，一路作为电能供应的主线，一路作为备用线路，在利用这种形式进行线路连接的过程中能够保证供电系统运行的安全稳定性，并且在电源出现一定的故障的情况下还能够借助备用线路的作用来实现电能供应的恢复。

最后是对防雷以及过电压保护装置的设计，在110kV智能变电站当中对防雷装置的设计是至关重要的，对相应的避雷设施进行设计和安装是对变压器的一种保护，能够保护智能变电站中的相关设备不会被雷电灾害等过电压的状态影响。

3.2 电气系统二次设计

首先对智能化设备进行相应的整合，在设计和运用智能化开关的过程中需要有效结合原有的设计方案，将变电站系统当中的电气二次设备的接口转换成数字化模式，之后将这些接口与智能终端相互连接，从而能够有效地降低智能化变电站设备的投资成本，并且还需要加强数据线路监控设备的应用，确保电气系统正常的工作，利用相应的电子式互感器来提高电源运行的稳定性以及相应的自动化系统实现电气二次设备的网络化转变，在对变电站系统内部的一些设备进行有效连接的前提下还能够实现集中控制的目标。

其次是对直流通信电源的整合，在智能化变电站电气系统设备进行二次设计的过程中需要采用分段式开关设计，也就是对整合直流电源设计方案进行有效的利用，在具体的应用过程中主要是在48V和220V线路的基础上设置两个直流母线，再通过对变电站内部实际电流负荷的情况来对蓄电池电源进行容量上的设计，在这一过程中不需要对通信线路蓄电池进行单独的设计。

最后是对通信规约的选择，在110kV智能化变电站进行改造的过程中，对电气系统二次设备的系统网络当中主要包括了站控层以及过程层两个环节，对于站控层的通信规约设计需要以传统的通信规约为基本结构，在对智能变电站进行二次设备控制平台的建立的情况下显著提高数据传输的可靠性。

4  结语

综上所述，在110kV智能化变电站电气系统设计环节中，需要对设备等各方面进行充分分析，在有效确定设计方案的情况下实现智能变电站的价值，发挥其真正的作用。

参考文献

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[2] 杨建平，阳靖，罗莎.110kV智能变电站设计与建设实例[J].电力科学与技术学报，2012（2）：90-96.

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