关于110kV智能变电站设计的技术研究

摘 要

本文对110kV的智能变电站方案进行了阐述，分析了智能变电站设计中存在的问题，根据数字式互感器存在按照私有规约输出数据的现象，提出智能变电站各层设备配置设计技术要求及智能组件安装位置选择设计等关键技术。

【关键词】110kV 智能变电站 设计 技术

1 引言

在智能电网的正常运营中，智能变电站是不可缺少的重要组成部分，它是智能电网运行的基础，对智能智能电网的运行起着支撑作用。在对智能变电站进行设计和建设的过程中，例如变电站的二次网络结构和二次智能化配置等这些问题都是通过智能变电站进行处理的。对这些问题进行完善的处理是建设智能变电站的关键。本文研究的变电站是一座开发区的智能变电站。智能变电站作为电网的末端站点，不仅要尽量的减少在智能变电站的建设费用，而且还需要保证智能变电站的安全稳定的运行。下面我们就通过该智能变电站对终端负荷站的一些设计内容进行分析。

2 110kV的智能变电站方案阐述

在智能变电站的内桥接线方式中，110kV的内桥接线是最主要的一种，这种接线方式可以有效的提高智能变电站的稳定性。下面我们从几个方面对本文设计的智能变电站的方案进行简述。

2.1 站控层

站控层主要是为了将整个变电站的统一建模和构建统一的信息平台，并更好的对信息进行收集、储存和加工再传到平台上，以获得高效、稳定、可靠的高级应用数据。

2.2 间隔层

间隔层是通过测控仪表和保护设备等几个部分组成的。一般情况下，110kV变电站的供电方式是一种辐射式的，所以，一般只是在分段的地方对内桥系统进行保护，以随时测控电流，而不在进线侧设置保护。

2.3 过程层

过程层是通过互感器、智能终端以及合并单元等几个部分组成的。过程层跟间隔层设备都是通过网络式的通信方式进行连接的，并且通过光纤等作为媒介对信息进行传输。该智能变电站通过本体智能终端、变压器及智能组件来实现相关设备的智能化；开关智能化的实现归结于智能终端、GIS开关及智能组件共同协作。

3 智能变电站设计中存在的问题

3.1 数字式互感器存在按照私有规约输出数据的现象

如果数字互感器按照私有规定进行数据输出的时候，就会使得电流、电压互感器匹配困难的问题。经过研究，此种状况的解决方案为：首先将电压式数字互感器的输出信号与相应厂生产的合并单元相连，然后再以标准格式接入电流式数字互感器。然而，这样做可能导致合并单元数目的增加，从而增加组柜体积；在电压输出过程中增加了一定的中间环节，带来延时问题使得电流与电压不同步；另外，也容易发生商家推诿责任的现象。

3.2 桥接线的扩大受保护装置、电压互感器的影响

当数字式电压互感器在进行信号输出的时候，必须按照相关的要求进行输出。鉴于110kV的变压站只能采用扩大的内桥接线方式，而2号主变电压互感器的信号从6路中输出，2路信号输出至末端合并单元，与1号母线的电压互感器并列，2路的输出信号则与3号电压互感器并列，这就给生产厂家提出了一定的设计要求。

4 各层设备配置设计

4.1 过程层设备配置

本文研究的智能变电站是采用智能终端合并的单元一体化设备，并且是单套的配置，分别对两台合并单元配置主变11kV侧和主变10kV侧、一台智能终端，装置分散安装于就地GIS控制柜或10kV开关柜内；10kV其余间隔不配置智能终端及合并单元。

间隔层设备配置

①保护测控装置配置

a.依据业主要求，主变保护采用主后分开的保护装置；主保护不具备测控功能，后备保护兼容测控功能，组屏放于主控室。主变非电量保护下放到户外主变本智能组件箱，实现就地采集就地跳闸。

b.110kV采用保护测控一体化装置，组屏放于主控室。

②计量装置

该智能变电站110kV线路侧、主变110kV侧、主变10kV侧均采用0.5S级数字式电度表，安装于电量采集屏。10kV出现作为关口计量点，电度表采用1+0配置原则，采用0.2S级常规电度表；无功补偿及站变，采用0.5S级常规电度表。站内设置一台电能量远方终端设备，该设备以RS485串口方式采集全变电站的电量信息，向电能计量管理部门传送信息，并通过协议转换器接入站内MMS网络。

4.2 智能组件安装位置选择设计技术

本站点的合并单元和智能终端装置进行安装于就地位置的时候需要考虑以下这个方面：本站采用的是常规配置，采用“合并单元+常规电流（电压）互感器”方式，智能组件安装于就地智能控制柜内，将有效的减少控制电缆的使用量，而且智能组件连线较短，不容易产生误差。

4.3 母线合并单元与其余间隔合并单元之间的协议

现阶段，国内合并单元厂家常用的SV采样值相互传输协议有两种，一种是IEC61850-9-2协议，另一种是IEC60044-8协议[4]。由于国家电网公司的招标方式时常改变，经常出现各间隔合并单元厂家不一致的情况，有一些厂家的合并单元只能接收IEC61850-9-2协议的数据，而有一些厂家的合并单元只能接收IEC60044-8协议的数据。智能变电站中，各间隔合并单元之间通常会有很多联系光缆，因此，在设计联络会上，必须对其通信协议予以明确，有效避免现场调试时，出现无法通信的情况。本站智能组件均采用单一厂家产品，智能组件之间的SV采样值相互传输协议均采用IEC60044-8协议，有效的避免了上述情况的发生。

5 总结

对于我国的智能变电站的发展情况来说，虽然目前还处在一个起步阶段，但是对于传统的变电站的系统保护和一次性设备的自动控制带来了很大的调整，在未来，智能变电站必定是一个发展的趋势。这就需要将110kV变电站的技术更加的成熟，并且还需要不断的增加系统的兼容性和自动化综合能力，使得系统的稳定性更加优良并更好地突破现有的技术。

参考文献

[1]吴罡，李琳，李翔等.110kV智能变电站设计方案初探[J].江苏电机工程，2011，30（2）：31-35.

[2]程春晖.110kV智能变电站的设计方案研究[J].城市建设理论研究（电子版） ，2013，（19）.

[3]马悦，邹振宇.110kV智能变电站设计探讨[J].山东电力技术，2011，（3）：12-16.

作者单位

新疆石油勘查设计研究院（有限公司） 新疆维吾尔自治区克拉玛依市 834000