試論110kV智能變電站一二次設備的配置

周樂

摘 要：文章主要研究了110 kV智能變電站一二次設備的配置方案。該文首先從110 kV智能變電站變電設備出發，對其變電設計進行分析；其次，結合具體案例全面研究了110 kV變電站一二次設備的選型，其中分析了一次設備的常規設置、開關柜設置、閉鎖裝置設置以及二次設備的智能終端集成、組屏優化、保護裝置設置等注意事項，望為智能變電站建設提供一定的參考。

關鍵詞：110 kV 智能變電站 設備 技術 方案

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（c）-0024-02

近年來我國加大了智能電網建設力度，形成了以智能變電站為核心的智能供配電體系。智能變電站通過數字技術、信息技術、自動化技術等形成了高質量、高效益變電體系，實現了電網的自動控制、智能調節、在線處理和協同互動，從根本上改善了供配電效果。如何對智能變電站配置進行完善，在保障其運行安全的基礎上提升變電效益已經成為人們關注的焦點。

1 110 kV智能變電站設計分析

110 kV智能變電站一次設備設置的過程中需要對智能裝置性能進行全面分析，110 kV、主變各側均需依照高效性原則和經濟性原則設置。一般可在110 kV、主變各側均采用常規互感器+合并單元形式，通過光信號輸出。與此同時，還可在智能終端中設置一次設備的智能化接口，從而滿足110 kV智能變電站功能需求。而在二次設備設置的過程中可在安全指標基礎上適當運用高速以太網，依照邏輯功能設置站控層、間隔層、過程層。過程層可設置為星型拓撲結構，一般采用SV網和GOOSE網雙重保護。該配置過程中繼電保護點對點直采、直跳，繼電保護單獨配置的過程層需全面獨立。站控層可選擇單星型結構，其110 kV備自投網絡可采用常規工業級工作組網絡交換設備，GOOSE控制網需采用IEC61850工業級網絡交換設備，從而最大限度提升智能變電站安全性能。

2 110 kV智能變電站技術落實方案

此次研究的過程中主要以110 kV華屏變電站配置狀況為例，對110 kV智能變電站設備配置方案進行分析。該110 kV及主變壓器均采用一次設備加智能組件方式，其110 kV系統為SF6設備，二次采用“三層兩網”網絡拓撲結構，通過直連方式、合并單元、智能終端裝置等智能組件實現智能化保護。

2.1 一次設備設置

2.1.1 常規設置

主變壓器的臺數和容量，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定，在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器，從而提升變電安全系數；高壓斷路器主要選擇真空斷路器和SF6斷路器，真空斷路器是以真空的高介質強度實現滅弧和絕緣的斷路器，SF6氣體是一種無色、無味、無毒、不燃的惰性氣體，具有優良的滅弧性能和絕緣性能，在110 kV中保護效果更好；高壓隔離開關和高壓開關柜主要根據其安裝地點，配電裝置的布置特點等選擇。

2.1.2 開關柜設置

結合一般開關柜的特點，在其中運用GIS智能匯控柜，可以實現智能方式。通過它把收集的信息進行處理，可以維護相關設備的穩定運行。GIS智能匯控柜能夠實現110 kV智能變電站運行過程中線路電壓和電流的檢測、線路設備運行狀況的檢測、設備實時管理和控制狀況的檢測等，將上述信息反饋到平臺中，使相關人員能夠全面了解110 kV智能變電站運行狀況，在該基礎上實施針對性控制和調整，從根本上提升了一次變電控制的可靠性和有效性。

2.1.3 閉鎖裝置設置

110 kV智能變電站設計過程中為了提升變電站運行安全系數，往往設置閉鎖裝置，借助該裝置防止變電站運行失誤或操作失誤。華屏變電站防誤閉鎖系統主要選JOYO-B4跨平臺防誤系統，將主機、網絡控制器、分布式控制器、無線網絡路由器、電腦鑰匙、智能閉鎖鎖具等進行整合，能夠及時將相關設備掌握的狀況反饋到系統中，使人員借助可視化界面全面把握變電站運行狀況。

2.2 二次設備設置

110 kV智能變電站二次設備配置過程中需要把握好分層分布式結構，做好面向間隔，保證功能獨立，從而全面提升變電站二次設計的可靠性、安全性和可拓展性。尤其是在智能終端、組屏優化及保護設置過程中，要在“占地少、造價省、效率高”指標基礎上實施針對性設計，其具體狀況如以下幾點。

2.2.1 智能終端集成

110 kV智能變電站合并中單元和智能終端集成的過程中需要依照變電站運行狀況進行合理篩選。簡單集成過程中可以將合并單元和智能終端安裝在同一個機箱中，設置共同電源板供電；深入整合時可以對合并單元和智能終端進行重新設計和開發，實現電源、人機接口、網絡通訊接口的集成，從而實現各項資源的共享。上述配置過程中可以直接選取SV和GOOSE直采、直跳共網口傳輸，可以將設備中光口的數量減少一半。

2.2.2 組屏優化

110 kV變電站二次系統整合后對屏柜要求較高，需要將原來多且復雜的電纜連接轉換為少而簡單的光纜連接。華屏變電站主變保護包括電氣量保護和非電氣量保護，其#1、#3主變電氣量保護均采用iPACS-5941D變壓器成套保護裝置，主、后備一體化、雙套配置，兩套保護同屏，其保護效果和裝置互操作性大大增強。上述橋保護測控及備自投裝置同屏置于繼保室內，其設置狀況見圖1。

2.2.3 保護裝置設置

非電氣量保護功能由UDM-501T智能終端實現，非電量保護跳主變各側開關采用就地直接電纜跳閘，信息通過本體智能終端上送，兩套電氣量保護的分別接入各對應電壓等級的第一套GOOSEA網和第二套GOOSEB網，形成了完整的主、后備保護體系。除此之外，二次設備設置時還借助多功能測控裝置（基于SCADA的測控裝置），在該基礎上借助PMUJI書和故障錄波功能對多功能測控裝置進行完善，大大減少了110 kV智能變電站中的設備數量，才能從根本上節約了110 kV智能變電站空間，真正實現了變電站二次設計的簡化。

3 結語

智能一次設備是智能變電站的結構基礎，智能二次設備是智能變電站功能實現的手段。110 kV智能變電站設計的過程中要對一次設備、二次設備進行全面把握，依照變電站工作狀況合理配置設備內容，在技術指標基礎上做好設備的選擇，這樣才能夠保證智能變電站運行安全。與此同時，要在安全性指標基礎上不斷提升裝置性能，從而實現110 kV智能變電站工作效益的最大化。

參考文獻

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