110kV智能化變電站建設技術研究

摘 要：隨著科技時代的到來，智能化設備在各個領域也得到了廣泛應用，無論是生活中還是工作中，智能化技術隨處可見。而110kV智能化變電站就是依靠先進、可靠、環保、低碳的智能化設備進行各項功能的運作，其運作原理是通過全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化等作為依據，將自動完成采集信息、測量、保護、檢測等一系列基本項目。然而現階段在110kV變電站中智能化的應用依然存在一些問題，間接影響變電站各項功能的運行。本文通過對110kV智能化變電站的結構特點進行簡要分析，并闡述了智能化在110kV變電站建設中的重要性，最后提出幾點改善智能化變電站建設中的相關問題分析。

關鍵詞：110kV變電站；智能化；網絡結構；建設技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.131

智能化變電中承載著網絡連接、電能傳送、電壓變換及綜合調整等作用，雖然供電企業在普通變電站中的建設與數字信息化方面取得了顯著的效果，然而在110kV變電站智能化建設中依舊存在諸多問題，這也是相關技術維修人員需要進一步研究和探討的共同話題。

1 110kV智能化變電站的結構和特點

1.1 110kV智能化變電站的特點

智能化變電站的特點主要包括一次設備智能化、二次設備網絡化、全站信息數字化、信息標準化共享、全自動化運行控制以及高級應用的互動性。而一次智能設備包括電子式電流感應器、全光纖式電壓互感器、合并單元、在線監測設備等；二次設備網絡化的作用是將全站的設備籠絡為三個等級，分別是站控層、間隔層和過程層，而全站的設備所遵循的規約統一為IEC-61850。在三種等級層次中，站控層采用了MMS網，間隔層則采用了GOOSE網及SMV網，其中，過程層使用的網絡與間隔層是相同的，兩個網絡間的配置呈獨立狀態。由此可見，全站信息在智能化設備的推動下已實現了數字化及標準化偉大章程。

1.2 110kV智能化變電站的結構

110kV智能化變電站的結構非常復雜，其內部設備可以完成測點、保護、控制、檢測、計量等工作，同時還要進行信息共享、設備狀態可視化、智能警報、智能應用等功能。在智能化變電系統中，所采用的結構都是分層處理的，由于三種分層應用的網絡不同，如間隔層和站控層之間主要是以傳輸MMS與GOOSE兩種信號為主，而過程層與間隔層之間則采用GOOSE與SMV兩種信號進行傳輸，因此，在接下來的結構建設和改造中，一定要針對智能化變電站對稱的運輸原理進行切換，以保證每一項功能都能正常運行。其中，GOOSE與SMV網絡信號既可以分開組網又可以統一組網，但為了確保智能化變電站的可靠性和穩定性，采取分別組網模式，是最為保險的傳輸信息做法。

2 智能化在110kV變電站中的重要性

常規的綜自系統只有站控層和間隔層兩個部分，所采用的通訊方式以DNP、103、104、MODBUSCDT為主，同時需要大量的規約方可實現轉換功能，由于使用的電纜連接過于密集且布線十分復雜，從而影響數據的準確性。而智能化變電站雖然也是一項較為復雜的系統，但比常規綜自系統要完美的多，智能變電站系統分為站控層、過程層和間隔層三個部分，其運行標準是以IEC61850為主，直接通過光纖化進行通訊銜接，并在電子式互感器、智能合并單元、網絡化二次設備及IEC61850的規范中實施分層作業，不但實現了信息共享化，而且布線較為簡單，所采集的數據也是相當精準，是提高110kV變電站工作效率的新篇章。

3 改進110kV智能化變電站建設中的關鍵問題分析

3.1 單母線分段接線方式下對電壓互感器與保護裝置的要求

由于城市是最大的耗電中心，所以在建設110kV智能化變電站過程中，可以利用110kV/10kV降壓原理變向周圍用戶進行供電。而對于建設終端變電站，110kV配電建設可以采取線路變壓器組接線方式，在10kV側可以按單母線四分段，每一段之間的母線帶12-13回出現，110kV終期可以用4-6回，單母線分段接線。如果10kV側的母線分四段，每一段母線可帶13-14回出線，若以八段考慮，每段母線則帶7回即可。在10kV分段開關處安裝設備自控裝置，是有效保證110kV線路可靠運行的最佳方案。

3.2 電子式互感器接入合并單元的規約問題分析

首先，以我國華東地區其中一座110kV智能化變電站為例，由于變電站電子式互感器標書主要包括電流互感器和電壓互感器兩部分，如果將合并單元納入該電流互感器標書中，會因廠家不同而導致電流與電壓發生故障，雖然針對這種問題，已經有了一定的解決方案，也就是將電壓互感器輸出的信號以FT3格式接入到電流互感器的合并單元，但由于FT3幀格式中的數據位為128bit，同時附加了16it的CRC校驗位，其構造新的糾錯碼時需盡量避免破壞FT3的數據長度，采用BCH（144，128）碼作為校驗碼，以BCH碼代替CRC碼。BCH（144，128）碼是由BCH（255，239）截短而來。由于截短碼就是另信息碼元的前若干位為0構成BCH碼，所以此時碼元不用發出去，以此減少碼元長度，但在編輯時將其計入并且監督位數不變，同時糾錯能力不變，縮短信息碼元的數目。在采集器到合并單元通信中，傳輸1幀的數據量是144bit，所以可應用BCH（144，128）糾錯碼糾正兩位錯誤。

3.3 加強配電設備的智能控制

在智能110kV變電站配電設備中所運用的智能控制部分，主要以光纖通訊電纜光端機電路、設備操作回路、信息數據采集電路及信號數據判斷電路為主，其工作原理是在配電網設備系統發出信號后，信號數據會采集電路，隨后會再次進行采集，與此同時輸送給光端機電路和信號數據計算判斷電路，而信號數據計算判斷電路會進行比較，最后，對運行中的設備狀態進行判斷，一旦發現設備中存在故障，就會啟動保護信號功能，同時向設備操作回路進行信息傳輸，實施跳閘指令。

4 結束語

綜上所述，智能化技術無論是在變電站中或者是其它相關領域中都將是不斷引領社會發展的必然趨勢，它是一個全新的里程碑。而110kV作為電力系統中重要組成部分，會隨著電力系統的不斷發展發揮其更大的社會價值，因此，智能化技術人員一定要將智能化變電站的建設逐步完善，從而為電網智能化的發展打下扎實基礎。

參考文獻：

[1]山東電力工程咨詢院有限公司.110kV黃屯智能變電站工程初步設計[R].2010.

作者簡介：石磊（1986-），男，河南新鄭人，本科，電氣工程師，研究方向：城市軌道交通供電系統建設、110kv變電站建設。