李蘇巖

摘要：隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(chǎn)、生活消耗的電量也在不斷地增加，針對(duì)于供電安全性與 可靠性方面也有了更加嚴(yán)苛的要求。與此同時(shí)，在供電可行性與經(jīng)濟(jì)性方面的技術(shù)要求也變得越來(lái)越高。因此，對(duì) 110KV 的變電站與電氣設(shè)計(jì)進(jìn)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(yùn)行與穩(wěn)健發(fā)展，對(duì)我國(guó)的電力發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。為了使電力系統(tǒng)的 運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性做進(jìn)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(shí)施提供必要的前提，推動(dòng)智能電網(wǎng)更快地發(fā)展。本篇文 章對(duì)智能變電站相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了介紹，并且結(jié)合其設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)方案做出了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：110KV智能變電站；電氣系統(tǒng)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xué)合理地運(yùn)用了現(xiàn)代化智能設(shè)備，使變電站擁有數(shù)字化 信息、網(wǎng)絡(luò)化通信平臺(tái)以及標(biāo)準(zhǔn)化的信息共享等功能，并且對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)控制、測(cè)量與自動(dòng)保護(hù)等。緊密結(jié)合實(shí)際需求，對(duì)輸配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí) 的在線(xiàn)控制，以使變電站可以真正實(shí)現(xiàn)與周?chē)渌冸娬镜慕涣髋c互動(dòng)。

1 智能變電站介紹

1.1 智能變電站的基本結(jié)構(gòu)

從物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以把智能變電站分為智能化的一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備兩種；從系統(tǒng)功能進(jìn)行劃分，可以分成站控層、間隔屋 與過(guò)程層。站控層包括相關(guān)的監(jiān)控、報(bào)警與防誤閉鎖等系統(tǒng)。間隔層包括 計(jì)量與測(cè)控相關(guān)設(shè)備等。過(guò)程層中包括變壓器、斷路器這些一次設(shè)備與一 些智能組件。

1.2 智能變電站相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)的分析

①引用設(shè)備的控制端。通過(guò)對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)的設(shè)備控制器進(jìn)行引用，可以 使智能變電站的整體系統(tǒng)運(yùn)作正常進(jìn)行。整體來(lái)說(shuō)，有效結(jié)合監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)際 的運(yùn)行情況，計(jì)算機(jī)的終端系統(tǒng)用高智能化優(yōu)勢(shì)實(shí)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(jí)的控制設(shè)備技術(shù)分析。要想對(duì)智能變電站的技術(shù)水平做出有效控制，一般情況下都是運(yùn)用電力的安全生產(chǎn)相關(guān)準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行，繼而使間隔層與設(shè)備層可以運(yùn)用較獨(dú)立的相關(guān)分級(jí)控制模式，讓它們所擁有的功能進(jìn)一步有效發(fā)揮出來(lái)。同時(shí)，還可以顯著提升變電站設(shè)備的有效利 用率，降低中央處理設(shè)備的相應(yīng)負(fù)荷。另外還可以對(duì)集中控制設(shè)備引發(fā)的 運(yùn)作風(fēng)險(xiǎn)做出有效降低。

③針對(duì)全局及局部的智能控制。在選擇相應(yīng)的控制設(shè)備時(shí)，110KV的智能變電站要符合設(shè)備智能化相關(guān)要求，這樣才可以真正地實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的控制與設(shè)備智能化。同時(shí)針對(duì)總端運(yùn)用先進(jìn)的光電信息技術(shù)與作用在第一與第二控制基礎(chǔ)的開(kāi)關(guān)做出合理控制，并且對(duì)設(shè)備柜等進(jìn)行智能化管理。

④集成化光纖技術(shù)電力裝置。智能變電站進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，管理與監(jiān)督相 關(guān)局域網(wǎng)絡(luò)，其主要手段就是運(yùn)用較為先進(jìn)的光纖技術(shù)進(jìn)行。借助合理應(yīng) 用這一技術(shù)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(shí)現(xiàn)信息化自由傳播的目的。這種方式不但能夠?qū)ψ冸娬倦娔苓M(jìn)行集中化的監(jiān)測(cè)與管理，還可以有效節(jié)約設(shè)備的空間與安裝成本。

2110KV 智能變電站的電氣系統(tǒng)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1 選擇智能化的一次設(shè)備

①緊密結(jié)合變電站實(shí)際的工作需求，在 110KV 智能變電站的主變側(cè)進(jìn)行電子式互感器相關(guān)信號(hào)傳輸元件的使用，最主要的是運(yùn)用光纖，主要運(yùn)用膠結(jié)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(hù)的周期。與此同時(shí)，應(yīng)用閉關(guān)的控制技術(shù)可以提升其自身的動(dòng)態(tài)范圍 與精確度。此外，一次設(shè)備還可以在原來(lái)使用設(shè)備不變的情況下，把智能

化的接口當(dāng)成智能的終端，真正實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

②在對(duì) 110KV 相關(guān)電力系統(tǒng)做配電時(shí)，要選擇中置式的真空開(kāi)關(guān)柜，而且在開(kāi)關(guān)柜上安裝出線(xiàn)保護(hù)的測(cè)控裝置。這樣操作之后，使得主變低壓側(cè)外不需要針對(duì)各個(gè)相應(yīng)出線(xiàn)柜做配置。

2.2 構(gòu)建相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

科學(xué)合理運(yùn)用高速的以太網(wǎng)，可以有效提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相應(yīng)傳輸速率。另外，變電站設(shè)備都應(yīng)該支持 IEC61850 規(guī)約，同時(shí)具備相應(yīng)通信接口，根據(jù)邏輯功能把網(wǎng)絡(luò)分為站控、過(guò)程及間隔三層。站控層用的是單星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌珿OOSE控制網(wǎng)設(shè)備對(duì)IEC61850也要支持。過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)有采樣數(shù)據(jù)網(wǎng)與GOOSE 網(wǎng)。就其物理特性來(lái)分析，其屬于星型的拓樸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩者間互不干涉，屬于獨(dú)立的關(guān)系；一般雙重化系統(tǒng)的特殊要 求下，一定要做過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的雙重化配置。在構(gòu)建相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，一定要堅(jiān)持的原則是過(guò)程層與雙重化配置是互不干涉的，兩者保持完全獨(dú)立的狀態(tài)，而且針對(duì)繼電保護(hù)的要求相同，這樣才可以對(duì)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(shè)計(jì)方案

本篇文章介紹的是 110KV 相關(guān)智能變電站，是全戶(hù)內(nèi)的終端。就實(shí)際的運(yùn)用情況來(lái)看，這種變電站的規(guī)模很小，主要應(yīng)用的是 GIS 的組合電器與開(kāi)關(guān)柜的設(shè)備。根據(jù)智能變電站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用相關(guān)要求，在滿(mǎn)足其經(jīng)濟(jì) 性與可靠性的條件下，運(yùn)用科學(xué)合理的措施選擇智能化的一次設(shè)備，而且配備相對(duì)應(yīng)的傳感器與智能終端，把原來(lái)的相關(guān)一次設(shè)備轉(zhuǎn)變成現(xiàn)代化的 智能一次設(shè)備。①智能化改造 110KV 的進(jìn)線(xiàn)側(cè)與內(nèi)橋側(cè)：在進(jìn)行相應(yīng)改造的過(guò)程中，可以選擇羅氏線(xiàn)圈的電子式電流、電壓互感器。如果想進(jìn)一步考 慮其使用元件的性?xún)r(jià)比，出線(xiàn)的間隔可以運(yùn)用較為常規(guī)的互感器。相關(guān)實(shí) 踐證明，羅氏的線(xiàn)圈電子式互感器應(yīng)用效果很好。②對(duì)主變壓器進(jìn)行智能 化改造：科學(xué)合理地應(yīng)用智能化的終端設(shè)備，可以對(duì)主變的中性點(diǎn)與隔離開(kāi)關(guān)等對(duì)應(yīng)功能進(jìn)行有效實(shí)現(xiàn)。③設(shè)置變電站的智能開(kāi)關(guān)：在安裝過(guò)程中 要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)量、保護(hù)與測(cè)控等相關(guān)功能，可以運(yùn)用開(kāi)關(guān)柜多功能設(shè)置，經(jīng)過(guò)對(duì)斷路器狀態(tài)進(jìn)行采集、分析與監(jiān)測(cè)等形式實(shí)現(xiàn) 110KV 斷路器的相應(yīng)管控。④針對(duì)于智能化的變電站，要想運(yùn)用電纜做相應(yīng)的信號(hào)傳輸需 要運(yùn)用在線(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且保證采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息與監(jiān)測(cè)工作 的順利實(shí)施，從而進(jìn)一步保障系統(tǒng)運(yùn)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(shè)計(jì)措施

4.1 站控層。站控層其運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)屬于單星型的結(jié)構(gòu)，在構(gòu)建其相關(guān)內(nèi)容時(shí)，要根據(jù) MMS 與 SNTP 兩者合一進(jìn)行，而且在滿(mǎn)足智能化功能要求的條件下，運(yùn)用有效措施降低所運(yùn)用的兩個(gè)設(shè)備的投資與相應(yīng)成本。同 時(shí)，還要緊密結(jié)合變電站現(xiàn)階段實(shí)際情況，做出兩臺(tái)二十四口的站控層進(jìn)行 以太網(wǎng)交換機(jī)的配置，更好地滿(mǎn)足變電站實(shí)際的需求與長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展計(jì)劃。

4.2 過(guò)程層。過(guò)程層設(shè)備采用的是就地一體化的設(shè)計(jì)，這種方式可以把網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)復(fù)雜性變得更簡(jiǎn)單些，直接取消過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)化，這樣也可以有效控制相關(guān)成本。

4.3 間隔層。在優(yōu)化設(shè)計(jì)變電站的系統(tǒng)過(guò)程中，可以把站控層的中心交 換機(jī)與 110KV 設(shè)備做直接連接，運(yùn)用光纖實(shí)現(xiàn)對(duì)站控層網(wǎng)絡(luò)的合理連接。變電站運(yùn)行的過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行不正常或發(fā)生相應(yīng)的故障都會(huì)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(guó)家還是起步時(shí)期，針對(duì)這方面工作還需要不斷地深入與研究。相關(guān)工作人員一定要高度重視這項(xiàng)工作，不斷提升設(shè)計(jì)水平，對(duì)社會(huì)發(fā)展需求進(jìn)行有效滿(mǎn)足。特別是在設(shè)計(jì) 110KV 相關(guān)的智能變電系統(tǒng)時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)的保護(hù)裝置與一次設(shè)備的兼容技術(shù)，對(duì)這方面的工作設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行更好地掌握，緊密結(jié)合目前我國(guó)的電力發(fā)展?fàn)顩r，運(yùn)用電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)， 有效提升 110KV 變電站運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。唯有這樣才可以逐步推

進(jìn)智能變電站的大力推廣，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的迅速發(fā)展。

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