110kV智能化變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

王珂

摘? ?要：智能化變電站的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和效率得到了有效提升，在智能化變電站當(dāng)中的電氣系統(tǒng)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，因此需要對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行充分的研究，從而能夠有效發(fā)揮電氣系統(tǒng)自身的實(shí)際作用，確保智能化變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文以110kV智能化變電站為主要的研究對(duì)象，對(duì)其中的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：110kV智能化變電站? 電氣系統(tǒng)? 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）03（a）-0009-02

在電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性問(wèn)題上需要依靠先進(jìn)的技術(shù)對(duì)其進(jìn)行保證，而對(duì)于現(xiàn)階段變電站的主要發(fā)展趨向而言，需要逐漸向自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)能夠在很大程度上提升電力系統(tǒng)工作穩(wěn)定性和安全性，并且需要相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作人員對(duì)這項(xiàng)工作加以重視，在充分研究的基礎(chǔ)上確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，提高電氣系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

1? 智能變電站概念

對(duì)于智能變電站而言，主要指的是利用現(xiàn)代化技術(shù)以及相關(guān)的智能化設(shè)備來(lái)促進(jìn)變電站逐漸向信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化以及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并且在對(duì)這些技術(shù)和設(shè)備的合理有效利用下確保變電站系統(tǒng)能夠做到自我保護(hù)、自主控制等工作，同時(shí)還能夠與電力系統(tǒng)運(yùn)行的相應(yīng)要求相結(jié)合的情況下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)有效控制輸配電網(wǎng)的操作，達(dá)到變電站與變電站之間的交流合作等目的。

2? 智能變電站技術(shù)應(yīng)用及其電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 智能變電站技術(shù)應(yīng)用

在智能變電站當(dāng)中需要依靠一些先進(jìn)的智能化技術(shù)來(lái)支撐變電站的運(yùn)行，其中主要包括：（1）對(duì)設(shè)備控制端的利用。在合理有效利用計(jì)算機(jī)設(shè)備控制器的情況下，智能變電站能夠有效實(shí)現(xiàn)自身系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作，并且從變電站系統(tǒng)整體上講，在有效結(jié)合相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)功能的進(jìn)一步發(fā)揮，從而能夠顯著降低變電站發(fā)生故障和事故的可能性，有效提高了110kV智能變電站的供電穩(wěn)定性;（2）對(duì)中端分級(jí)控制設(shè)備技術(shù)的利用。在這一控制環(huán)節(jié)當(dāng)中就會(huì)使得變電站結(jié)構(gòu)當(dāng)中的間隔層以及設(shè)備層能夠在相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境中分別對(duì)變電站進(jìn)行控制，并能夠有效發(fā)揮各自的作用，使得變電站系統(tǒng)當(dāng)中的中央處理設(shè)備所產(chǎn)生的負(fù)荷降到最低的狀態(tài)，有效降低了變電站系統(tǒng)當(dāng)中控制設(shè)備的集中化所導(dǎo)致的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn);（3）對(duì)光纖技術(shù)的應(yīng)用。在110kV智能變電站系統(tǒng)正常工作的過(guò)程當(dāng)中，其系統(tǒng)所組成的局域網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行合理有效的監(jiān)督和管理，而這項(xiàng)工作的開(kāi)展就需要借助先進(jìn)的光纖技術(shù)，在合理有效地利用這一技術(shù)的前提下能夠顯著提高變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中各層之間數(shù)據(jù)傳遞的有效性和穩(wěn)定性，從而大幅度提升變電站的工作可靠性，光纖技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效共享。

2.2 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在對(duì)智能化一次設(shè)備進(jìn)行選擇的過(guò)程中，需要充分考慮變電站實(shí)際工作的要求，利用先進(jìn)的光纖技術(shù)來(lái)設(shè)置相應(yīng)的電子式互感器信號(hào)傳輸元件，并且在相應(yīng)智能終端的利用下實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的運(yùn)作要求，在110kV變電站進(jìn)行輸送電的過(guò)程中需要借助中置式真空開(kāi)關(guān)柜，并在合理安裝線路保護(hù)設(shè)備的情況下確保這一設(shè)備工作的有效性。在對(duì)110kV智能變電站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架建立的過(guò)程中需要借助高速以太網(wǎng)，從而能夠顯著提高系統(tǒng)各方面數(shù)據(jù)信息的傳遞和收集的速度，并且在變電站各組成結(jié)構(gòu)當(dāng)中應(yīng)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而能夠在獨(dú)立工作的狀態(tài)下保證變電站正常的運(yùn)行。

3? 110kV智能變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 電氣系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)

首先是對(duì)110kV智能變電站電氣平面進(jìn)行合理化布置，這方面的設(shè)計(jì)工作需要有效結(jié)合變電站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，從而有助于電氣系統(tǒng)智能化一次設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇，例如在變電站室內(nèi)空間當(dāng)中需要對(duì)消防設(shè)備以及通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行合理有效的設(shè)計(jì)等，對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的是在垂直空間當(dāng)中不應(yīng)該設(shè)置相關(guān)的電容器，從而能夠有效地避免由于電容器的工作而對(duì)相關(guān)的計(jì)算機(jī)的工作產(chǎn)生的影響。

然后是對(duì)電氣設(shè)備的選擇，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要借助電氣平面設(shè)計(jì)方案，對(duì)各區(qū)域在功能、面積等劃分上進(jìn)行考慮，再加上電氣設(shè)備的主要參數(shù)能夠進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的有效性。選擇電氣設(shè)備額定值時(shí)，應(yīng)該通過(guò)主接線方式，并且對(duì)工作狀況進(jìn)行合理的分析，對(duì)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)和核算，并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行合理有效的分析和研究，在確保電氣設(shè)備能夠穩(wěn)定正常工作的情況下選擇合適的電氣設(shè)備。

其次是對(duì)主接線的設(shè)計(jì)，在對(duì)電源形式進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以利用雙電源形式，在合理選擇接線方式的情況下對(duì)變電電路進(jìn)行有效連接，變壓器連接高壓側(cè)線線路，依據(jù)母線分段的方式來(lái)處理低壓線路，由于主接線涉及的范圍比較廣泛，從對(duì)電氣設(shè)備的選擇開(kāi)始一直到配置配電，包括繼電保護(hù)方案等方面的落實(shí)。然后是對(duì)單母線形式的設(shè)計(jì)，再利用相應(yīng)的電源進(jìn)行方式來(lái)確保變電站系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，其中電源進(jìn)線方式需要依靠?jī)煞N，一路作為電能供應(yīng)的主線，一路作為備用線路，在利用這種形式進(jìn)行線路連接的過(guò)程中能夠保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，并且在電源出現(xiàn)一定的故障的情況下還能夠借助備用線路的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)電能供應(yīng)的恢復(fù)。

最后是對(duì)防雷以及過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，在110kV智能變電站當(dāng)中對(duì)防雷裝置的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，對(duì)相應(yīng)的避雷設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝是對(duì)變壓器的一種保護(hù)，能夠保護(hù)智能變電站中的相關(guān)設(shè)備不會(huì)被雷電災(zāi)害等過(guò)電壓的狀態(tài)影響。

3.2 電氣系統(tǒng)二次設(shè)計(jì)

首先對(duì)智能化設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的整合，在設(shè)計(jì)和運(yùn)用智能化開(kāi)關(guān)的過(guò)程中需要有效結(jié)合原有的設(shè)計(jì)方案，將變電站系統(tǒng)當(dāng)中的電氣二次設(shè)備的接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字化模式，之后將這些接口與智能終端相互連接，從而能夠有效地降低智能化變電站設(shè)備的投資成本，并且還需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)線路監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用，確保電氣系統(tǒng)正常的工作，利用相應(yīng)的電子式互感器來(lái)提高電源運(yùn)行的穩(wěn)定性以及相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，在對(duì)變電站系統(tǒng)內(nèi)部的一些設(shè)備進(jìn)行有效連接的前提下還能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制的目標(biāo)。

其次是對(duì)直流通信電源的整合，在智能化變電站電氣系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行二次設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要采用分段式開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，也就是對(duì)整合直流電源設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效的利用，在具體的應(yīng)用過(guò)程中主要是在48V和220V線路的基礎(chǔ)上設(shè)置兩個(gè)直流母線，再通過(guò)對(duì)變電站內(nèi)部實(shí)際電流負(fù)荷的情況來(lái)對(duì)蓄電池電源進(jìn)行容量上的設(shè)計(jì)，在這一過(guò)程中不需要對(duì)通信線路蓄電池進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)。

最后是對(duì)通信規(guī)約的選擇，在110kV智能化變電站進(jìn)行改造的過(guò)程中，對(duì)電氣系統(tǒng)二次設(shè)備的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中主要包括了站控層以及過(guò)程層兩個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于站控層的通信規(guī)約設(shè)計(jì)需要以傳統(tǒng)的通信規(guī)約為基本結(jié)構(gòu)，在對(duì)智能變電站進(jìn)行二次設(shè)備控制平臺(tái)的建立的情況下顯著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在110kV智能化變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要對(duì)設(shè)備等各方面進(jìn)行充分分析，在有效確定設(shè)計(jì)方案的情況下實(shí)現(xiàn)智能變電站的價(jià)值，發(fā)揮其真正的作用。

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