淺論 110kV 智能變電站電氣系統(tǒng)設計

李蘇巖

摘要：隨著我們國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平也得到了不斷提升。這種背景下，人們生產、生活消耗的電量也在不斷地增加，針對于供電安全性與 可靠性方面也有了更加嚴苛的要求。與此同時，在供電可行性與經(jīng)濟性方面的技術要求也變得越來越高。因此，對 110KV 的變電站與電氣設計進行有效的分析，并且努力做好是十分必要的。不但可以保障電網(wǎng)的高效、安全運行與穩(wěn)健發(fā)展，對我國的電力發(fā)展起著至關重要的作用。為了使電力系統(tǒng)的 運行安全性與穩(wěn)定性做進一步提升，現(xiàn)階段變電站主要向智能化與智能化發(fā)展，為智能電網(wǎng)的實施提供必要的前提，推動智能電網(wǎng)更快地發(fā)展。本篇文 章對智能變電站相關內容進行了介紹，并且結合其設計要點對相關的設計方案做出了詳細闡述。

關鍵詞：110KV智能變電站；電氣系統(tǒng)；設計要點；研究

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）09-104-02

Abstract： with the rapid development of our national economy， people's living standards have also been continuously improved. In this context， the electricity consumptionofpeople'sproductionandlivingisalsoincreasing.Atthesametime，thetechnicalrequirementsonthefeasibilityandeconomyofpowersupplyare becoming higher and higher. Therefore， the 110KV substation and electrical design are analyzed effectively. It is necessary to do it well. It can not only guarantee thehighefficiency，safeoperationandsteadydevelopmentofpowergrid，butalsoplayanimportantrole in thedevelopmentofelectric powerin ourcountry.The operation safety and stability of the system are further improved. At this stage， substations are mainly developed to intelligent and intelligent， which provides the necessarypremisefortheimplementationofsmartgrid.Thispaperintroducestherelevantcontentsofsmartsubstation，andgivesadetaileddescriptionoftherelat- eddesignschemecombinedwiththekeypointsofitsdesign.

Keywords： 110KV intelligent substation； electrical system； design essentials； research

智能變電站科學合理地運用了現(xiàn)代化智能設備，使變電站擁有數(shù)字化 信息、網(wǎng)絡化通信平臺以及標準化的信息共享等功能，并且對電力網(wǎng)絡運行實現(xiàn)控制、測量與自動保護等。緊密結合實際需求，對輸配電網(wǎng)進行實時 的在線控制，以使變電站可以真正實現(xiàn)與周圍其它變電站的交流與互動。

1 智能變電站介紹

1.1 智能變電站的基本結構

從物理結構進行分析，可以把智能變電站分為智能化的一次設備與網(wǎng)絡化的二次設備兩種；從系統(tǒng)功能進行劃分，可以分成站控層、間隔屋 與過程層。站控層包括相關的監(jiān)控、報警與防誤閉鎖等系統(tǒng)。間隔層包括 計量與測控相關設備等。過程層中包括變壓器、斷路器這些一次設備與一 些智能組件。

1.2 智能變電站相關技術特點的分析

①引用設備的控制端。通過對相關計算機的設備控制器進行引用，可以 使智能變電站的整體系統(tǒng)運作正常進行。整體來說，有效結合監(jiān)測設備實際 的運行情況，計算機的終端系統(tǒng)用高智能化優(yōu)勢實現(xiàn)再次操作，可以大幅度 降低變電的連鎖故障發(fā)生，從而有效提升 110KV 變電站供電的可靠性。

②中端分級的控制設備技術分析。要想對智能變電站的技術水平做出有效控制，一般情況下都是運用電力的安全生產相關準則來進行，繼而使間隔層與設備層可以運用較獨立的相關分級控制模式，讓它們所擁有的功能進一步有效發(fā)揮出來。同時，還可以顯著提升變電站設備的有效利 用率，降低中央處理設備的相應負荷。另外還可以對集中控制設備引發(fā)的 運作風險做出有效降低。

③針對全局及局部的智能控制。在選擇相應的控制設備時，110KV的智能變電站要符合設備智能化相關要求，這樣才可以真正地實現(xiàn)全自動化的控制與設備智能化。同時針對總端運用先進的光電信息技術與作用在第一與第二控制基礎的開關做出合理控制，并且對設備柜等進行智能化管理。

④集成化光纖技術電力裝置。智能變電站進行運作時，管理與監(jiān)督相 關局域網(wǎng)絡，其主要手段就是運用較為先進的光纖技術進行。借助合理應 用這一技術還可以提升不同層間數(shù)據(jù)的傳輸可靠性與穩(wěn)定性。繼而實現(xiàn)信息化自由傳播的目的。這種方式不但能夠對變電站電能進行集中化的監(jiān)測與管理，還可以有效節(jié)約設備的空間與安裝成本。

2110KV 智能變電站的電氣系統(tǒng)其設計要點分析

2.1 選擇智能化的一次設備

①緊密結合變電站實際的工作需求，在 110KV 智能變電站的主變側進行電子式互感器相關信號傳輸元件的使用，最主要的是運用光纖，主要運用膠結的方式與磁光玻璃間做出連接，這種連接的方法可以有效縮短維護的周期。與此同時，應用閉關的控制技術可以提升其自身的動態(tài)范圍 與精確度。此外，一次設備還可以在原來使用設備不變的情況下，把智能

化的接口當成智能的終端，真正實現(xiàn)電力系統(tǒng)的正常運作。

②在對 110KV 相關電力系統(tǒng)做配電時，要選擇中置式的真空開關柜，而且在開關柜上安裝出線保護的測控裝置。這樣操作之后，使得主變低壓側外不需要針對各個相應出線柜做配置。

2.2 構建相關的網(wǎng)絡構架

科學合理運用高速的以太網(wǎng)，可以有效提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相應傳輸速率。另外，變電站設備都應該支持 IEC61850 規(guī)約，同時具備相應通信接口，根據(jù)邏輯功能把網(wǎng)絡分為站控、過程及間隔三層。站控層用的是單星型結構網(wǎng)絡拓撲，GOOSE控制網(wǎng)設備對IEC61850也要支持。過程層的網(wǎng)絡有采樣數(shù)據(jù)網(wǎng)與GOOSE 網(wǎng)。就其物理特性來分析，其屬于星型的拓樸網(wǎng)絡結構，兩者間互不干涉，屬于獨立的關系；一般雙重化系統(tǒng)的特殊要 求下，一定要做過程層網(wǎng)絡的雙重化配置。在構建相應網(wǎng)絡過程中，一定要堅持的原則是過程層與雙重化配置是互不干涉的，兩者保持完全獨立的狀態(tài)，而且針對繼電保護的要求相同，這樣才可以對電力系統(tǒng)安全性做出充分保證。

3110KV 智能變電站的電氣系統(tǒng)設計方案

本篇文章介紹的是 110KV 相關智能變電站，是全戶內的終端。就實際的運用情況來看，這種變電站的規(guī)模很小，主要應用的是 GIS 的組合電器與開關柜的設備。根據(jù)智能變電站的設計與應用相關要求，在滿足其經(jīng)濟 性與可靠性的條件下，運用科學合理的措施選擇智能化的一次設備，而且配備相對應的傳感器與智能終端，把原來的相關一次設備轉變成現(xiàn)代化的 智能一次設備。①智能化改造 110KV 的進線側與內橋側：在進行相應改造的過程中，可以選擇羅氏線圈的電子式電流、電壓互感器。如果想進一步考 慮其使用元件的性價比，出線的間隔可以運用較為常規(guī)的互感器。相關實 踐證明，羅氏的線圈電子式互感器應用效果很好。②對主變壓器進行智能 化改造：科學合理地應用智能化的終端設備，可以對主變的中性點與隔離開關等對應功能進行有效實現(xiàn)。③設置變電站的智能開關：在安裝過程中 要想進一步實現(xiàn)計量、保護與測控等相關功能，可以運用開關柜多功能設置，經(jīng)過對斷路器狀態(tài)進行采集、分析與監(jiān)測等形式實現(xiàn) 110KV 斷路器的相應管控。④針對于智能化的變電站，要想運用電纜做相應的信號傳輸需 要運用在線統(tǒng)一的監(jiān)測系統(tǒng)，并且保證采集到的相關數(shù)據(jù)信息與監(jiān)測工作 的順利實施，從而進一步保障系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。

4110KV 智能變電站的電站系統(tǒng)優(yōu)化設計措施

4.1 站控層。站控層其運用的網(wǎng)絡結構屬于單星型的結構，在構建其相關內容時，要根據(jù) MMS 與 SNTP 兩者合一進行，而且在滿足智能化功能要求的條件下，運用有效措施降低所運用的兩個設備的投資與相應成本。同 時，還要緊密結合變電站現(xiàn)階段實際情況，做出兩臺二十四口的站控層進行 以太網(wǎng)交換機的配置，更好地滿足變電站實際的需求與長遠的發(fā)展計劃。

4.2 過程層。過程層設備采用的是就地一體化的設計，這種方式可以把網(wǎng)絡結構的相應復雜性變得更簡單些，直接取消過程層網(wǎng)絡化，這樣也可以有效控制相關成本。

4.3 間隔層。在優(yōu)化設計變電站的系統(tǒng)過程中，可以把站控層的中心交 換機與 110KV 設備做直接連接，運用光纖實現(xiàn)對站控層網(wǎng)絡的合理連接。變電站運行的過程中，系統(tǒng)運行不正常或發(fā)生相應的故障都會影響

到電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。目前，智能變電站在我們國家還是起步時期，針對這方面工作還需要不斷地深入與研究。相關工作人員一定要高度重視這項工作，不斷提升設計水平，對社會發(fā)展需求進行有效滿足。特別是在設計 110KV 相關的智能變電系統(tǒng)時，在設計時要進一步提升計算機的保護裝置與一次設備的兼容技術，對這方面的工作設計要點進行更好地掌握，緊密結合目前我國的電力發(fā)展狀況，運用電氣自動化相關技術， 有效提升 110KV 變電站運行的安全性與經(jīng)濟性。唯有這樣才可以逐步推

進智能變電站的大力推廣，從而進一步推動我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展。

參考文獻：

[1]何金良，康鵬，曾嶸，張波，華普校.青藏鐵路 110KV 輸變電工程五道梁和沱沱河變電站的接地系統(tǒng)設計.[J].電網(wǎng)技術.2012（ 04）50-53

[2]徐進杰.廣州 110KV 尖峰數(shù)字化變電站關鍵技術及二次系統(tǒng)應用研究.[D].華南理工大學.2014

[3]武同寶.110KV 智能變電站電氣一次系統(tǒng)及繼電保護運維研究. [J]. 山東大學.2016

[4]方聞博. 淺論新一代智能變電站建筑設計的安全性能考量[J]. 電工文摘， 2014（2）：14-15.

[5]古金海. 淺論智能變電站的電氣二次設計策略[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2013（13）.