江澤穎

（廣州供電局有限公司越秀供電局，廣東 廣州 510000）

0 引 言

廣州地區(qū)首個全地下變電站是廣州太古110 kV全地下變電站[1]。太古站的出現(xiàn)，意味著在商業(yè)中心區(qū)域建設(shè)全地下變電站具有可行性。由于全地下變電站通常建設(shè)在人口密集的商業(yè)中心區(qū)域且為無人站，所以對其安全可靠運行有著更高的要求。而全地下變電站綜合自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)，將直接影響變電站的安全性、供電的可靠性、工程投資規(guī)模和電網(wǎng)運行的智能程度。

針對全地下變電站的特殊性，本文對其進行電氣主接線設(shè)計、一次設(shè)備仿真設(shè)計及其數(shù)字化自動保護系統(tǒng)各層級設(shè)計。

1 全地下變電站及其綜合自動化系統(tǒng)的特點

全地下變電站主要具有兩個特點。第一，位置特殊。全地下變電站建設(shè)在人口密集的商業(yè)區(qū)域，建設(shè)時要重點考慮變電站整體的電氣布置與主體建筑的協(xié)調(diào)性。此外，由于其特殊性，建設(shè)過程中通常不考慮擴建的可能。第二，一切從簡。由于室內(nèi)地方有限，在滿足系統(tǒng)需求的前提下，變電站接線形式要盡可能簡化。作為無人站，為了設(shè)備維護的方便，站內(nèi)選用常規(guī)的、可用于地下的室內(nèi)GIS電氣設(shè)備。

變電站綜合自動化系統(tǒng)利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等，實現(xiàn)對變電站二次設(shè)備（包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等）功能進行重新組合、優(yōu)化設(shè)計，是對變電站全部設(shè)備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性自動化系統(tǒng)[2]。

2 電氣主接線及一次設(shè)備仿真

根據(jù)全地下變電站的特點，對其電氣主接線及相關(guān)一次設(shè)備作出以下選擇：110 kV側(cè)采用線路-變壓器組單元接線，10 kV側(cè)采用單母線分段的接線方式；主變?yōu)槿嘤徒岳溆休d調(diào)壓的雙卷變壓器；110 kV配電裝置和10 kV配電裝置均選用可用于地下的室內(nèi)GIS設(shè)備[3-5]。根據(jù)要求，模擬主接線圖如圖1所示。

圖1 全地下變電站模擬電氣主接線

3 數(shù)字化綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)想

本套變電站綜合自動化系統(tǒng)參照無人值班的變電站設(shè)計。它的設(shè)計服從智能電網(wǎng)的總體規(guī)劃，配置、功能和設(shè)備分布須滿足電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟運行、信息分層、資源共享等原則。系統(tǒng)設(shè)計采用分層式結(jié)構(gòu)[6]，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，按邏輯結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分為變電站層、間隔層和過程層。

3.2 變電站層的功能

變電站層主要實現(xiàn)以下5個功能：（1）登陸數(shù)據(jù)庫，并實時更新歷史數(shù)據(jù)；（2）接收調(diào)度中心命令，并傳達至間隔層和過程層，再將相關(guān)數(shù)據(jù)信息反饋至調(diào)度中心；（3）對變電站進行實時監(jiān)控和人機界面聯(lián)系，能夠在線控制全站操作閉鎖；（4）對間隔層設(shè)備和過程層設(shè)備進行在線狀態(tài)下的組態(tài)、維護以及修改相關(guān)參數(shù)；（5）能對站內(nèi)設(shè)備故障進行自動分析和自主操作培訓(xùn)。

3.3 間隔層的功能

間隔層主要實現(xiàn)以下4個功能：（1）匯集該層的實時數(shù)據(jù)信息并上傳至變電站層，從而在變電站層和過程層之間起到通信功能；（2）對本站的一次設(shè)備實施保護和監(jiān)控；（3）操作該層的閉鎖功能，并具有操作同期以及其他監(jiān)控功能；（4）能優(yōu)先發(fā)出數(shù)據(jù)采集、控制和統(tǒng)計運算的命令。

3.4 過程層的功能

過程層主要實現(xiàn)以下2個功能：（1）對電壓、電流、諧波分量和相位等數(shù)據(jù)以及站內(nèi)母線、斷路器、變壓器等設(shè)備進行在線監(jiān)測和統(tǒng)計；（2）智能地執(zhí)行上層下達的控制命令，自主判別命令真?zhèn)涡院秃侠硇?，同時控制操作精度。

4 結(jié)論

（1）在人流密集的商業(yè)中心區(qū)域發(fā)展全地下變電站，能有效解決在城市規(guī)劃建設(shè)過程中未能在合適的位置預(yù)留變電站站址的問題，并保證了商業(yè)中心區(qū)域的供電穩(wěn)定性。

（2）針對性的電氣主接線設(shè)計對推廣全地下變電站具有重要的參考作用，使變電站的設(shè)計更合理，布局更緊湊。

（3）該設(shè)計圍繞全地下變電站的特殊性展開，既保證了電網(wǎng)運行的安全可靠，也能幫助實現(xiàn)遠程操控無人變電站，為新型變電站的規(guī)劃、設(shè)計提供了一種參考方案。

參考文獻：

[1] 許斌斌，梁 杰.廣州太古110kV全地下變電站的設(shè)計[J].電網(wǎng)與清潔能源，2011，27（7）：43-46.

[2] 張慧卿.110kV變電站綜合自動化系統(tǒng)配置優(yōu)化方案[J].華北電力技術(shù)，2009，（7）：11-15.

[3] 曾慶禹.變電站自動化技術(shù)的未來發(fā)展[J].電力系統(tǒng)自動化，2000，24（18）：1-4.

[4] 勞國威.對110kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用探討[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報，2010，27（6）：27.

[5] 李 信，李巨澤.廣州地區(qū)110kV變電站10kV側(cè)優(yōu)化接線方式[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，（S2）：303-306.

[6] 蔣年德，魏育成.變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（10）：48-51.