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浅论企业110KV智能变电站建设
作者：董善明
来源：《建筑建材装饰》2014年第11期
摘要：智能变电站是现代强大的智能电网的重要组成部分，安全、可靠的技术支持，是一个强大的智能电网操作过程中各种各样的遥测和远程通信数据采集源和接受上级安排的远程控制和远程命令执行单元，一部分是现代强大的智能电网的核心。本文探讨详细功能和智能变电站建设的特点。实践表明该智能变电站建设方案科学、合理，运行可靠、经济。依据企业的建设规模，提出了该智能变电站设计的总体原则和技术方案。 关键词：变电站概述；工程概况；总体设计；技术方案 前言
电能是国民经济的持续健康发展和人民生活水平提高的基础，降压变电站是电力系统的枢纽连接到用户，是整个电力系统安全、经济、稳定、可靠运行的根本保证。随着我国国民经济的快速发展，电力系统中电网的拓扑结构也相应的发展和扩大，如何安全、可靠、经济的提高电网的电能输送能力和电网的运行和管理水平是各供电企业必须面对的问题。常规变电站存在采集资源复杂、存在多套系统、厂站设计、调试复杂、互操作性差、标准化规范化不足等问题。
1智能变电站概述
伴随着计算机技术、电力电子技术、自动控制技术、现代网络和通信技术和电子互感器等智能设备的发展和广泛应用以及坚强智能电网的建设，加快了现代化变电站一次系统设备和二次系统设备的有机融合以及现代化变电站多种运行方式的演变，因此只有建设现代化的智能变电站才能解决传统变电站的不足，适应当代经济的发展对电力系统的高可靠性、经济性和灵活性的要求。电网发展方式转变、管理模式创新发展、科学技术进步都为智能变电站的发展提出了新的要求。现代智能变电站应以“结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保”为建设目标，采用一体化设备、一体化网络、一体化系统的技术构架，有效提升变电站智能化水平。 2关于工程概况
某企业用电量较大，为提高电能的输送能力，减少中间环节的电能损耗，计划建设110KV现代化的智能变电站一座，变电站内安装两台型号为SN10-50000/110的有载调压变压器。站内设两个高电压等级，高压侧110KV两个回路，采用内桥接线方式，低压侧10KV八个回路，采用单母线分段接线方式。 3总体设计原则
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以国家电网公司《智能变电站技术导则》、《继电保护设备标准化设计规范》、《IEC61850工程应用模型》等技术规范和要求为设计依据。根据现代坚强电网的功能要求、结合企业的实际情况和和国家电网公司关于“两型一化”的标准化建设成果，实现遥测、遥信、遥控、遥调和遥视等信息采集的数字化、模块或设备间通信网络化和资源共享标准化。 4相关技术方案 4.1变电站整体配置方案
110KV智能变电站的电气主接线如图1所示。利用国家电网公司和现代智能变电站建设的最新成果，根据IEC61850标准的具体要求，将变电站综合自动化系统的两路110KV进线、降压变压器和八路10KV出线按照三层设备、二级网络方式，实现变电站内信息化、自动化和互动化。智能变电站自动化系统从整体上分为三层：站控层、间隔层、过程层。变电站网络结构如图2所示。
4.2变电站主站配置方案
智能变电站站控层系统实现高度集成、一体化的方案，系统设备配置满足IEC61850标准。站控层监控系统具备工程师站、电压无功控制、“五防”一体化、系统程序综合化控制、小电流接地选线、接受上级调度命令等功能，实现智能变电站信息平台统一化和功能集成化。 按照IEC61850标准建立了新型二次网络架构，整合变电站自动化系统、状态监测系统和辅助控制系统，实现全景数据监测。采用多源信息分层与交互技术，组建变电站一体化高速以太网络，实现全景数据优化交互。 4.3变电站间隔层配置方案
根据《智能变电站技术保护技术规范》和《智能变电站技术导则》的具体要求，并满足新建变电站继电保护装置对保护可靠性、保护选择性、保护速动性和保护灵敏性的要求，变电站间隔层的保护设备、测控设备和计量设备必须遵守以下原则：
4.3.1智能变电站同源SMV采样信息依据IEC61850-9-2通信协议，通过点对点和局域网络化方式实现数据采集；
4.3.2智能变电站内主变压器间隔的继电保护装置跳闸信号以点对点方式就近直接接入相应智能终端实现继电保护装置自动跳闸；
4.3.3智能变电站内110KV的继电保护、测量控制和其它非电量均单独配置装置。1OKV的继电保护、测量控制和各相应的智能终端配置采用一体化配置装置。 4.4变电站过程层配置方案
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根据《智能变电站技术保护技术规范》和《智能变电站技术导则》的具体要求，保证各类数据可靠传输、实时响应以及继电保护配置双重化的要求，变电站过程层的合并单元配置和智能终端配置应遵循以下基本原则：
4.4.1合并单元采样值通过点对点方式输出为保护提供采样值，同时提供网络接口为测控、录波、电度表提供资源共享的数据采样值，数据通信均采用IEC61850-9-2协议； 4.4.2变电站主变压器的智能终端采用点对点通信方式，智能终端直接接收各间隔继电保护装置的跳闸启动信息，实现自动跳闸。变压器智能终端通过光纤网络接口直接接入变电站过程层，通过过程层为间隔层内各类电气设备或装置机构的位置信息及告警信息，并接收测量装置和控制装置的测控命令。 5智能变电站的设计实例
某110KV变电站是较早投入运行的智能变电站，其二次回路、组网方式、设备型式、在线检测与传统的综自变电站都有较大差异。
5.1小庙智能变电站概述及方案综述规模：某110KV变电站规划为终端站，电压等级为110/10KV。110KV采用扩大内桥接线，10KV终期采用单母线四分段接线。最终规模安装3台50MVA变压器，110KV出线2回，10KV出线30回，每台主变10KV侧安装二组6Mvar电容器。某站智能化方案整体思路：本站过程层保留常规电磁式电流互感器、电压互感器，通过合并单元就地把传统互感器的模拟量转化为数字信号传输给保护测控装置及其他智能电子设备；通过配置智能终端实现开关智能化，开关位置和跳合闸信息可以实现GOOSE传输；而间隔层和站控层间的IEC61850网络规约为智能电气设备之间的信息共享和互操作提供了条件。某站智能化的体现方式：（1）IEC61850通信规约的应用；（2）二次设备的网络化；（3）智能开关的应用。全站统一采用IRIG-B码对时，对时精度可达到微秒级。
5.2某站110KV侧的配置思路：（1）110KV侧采用常规电磁式电流互感器、电压互感器，通过合并单元转化为数字信号，再将采样值信息以IEC61850点对点传输给各保护测控等间隔层设备。（2）智能开关采用“RCS-9821智能控制单元+智能汇控柜”，实现了开关设备的智能化和过程层智能化。（3）GOOSE信息通过GOOSE光纤双网实现，GOOSE组网跳闸；（4）110kV出线间隔、桥间隔智能终端和合并单元双重化配置（对应主变双重化的主后一体化保护）。某站10KV侧的配置思路：（1）10KV侧采用常规电磁式电流互感器，经低压保护、测控、合并单元、智能终端多合一智能装置接入常规模拟量并转化成数字信号供保护、测控使用，或传输给数字化计量装置等；（2）10KVPT间隔采用常规电磁式电压互感器，经电压并列装置后把模拟量接入各间隔的多合一智能装置供保护、测控使用；（3）低压PCS系列保护测控装置就地安装于10KV开关柜中，就地操作开关实现开关智能化控制。（4）主变10KV侧间隔的智能终端装置双重化配置（对应主变双重化的主后一体化保护），其余间隔单套配置。某站主变的配置：（1）每台主变配双重化的主变一体化保护装置；（2）主变智能单元、非电量保护及主变本体测控整合下放到主变旁的户外柜，非电量遵循国网要求直采直跳。
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（3）主变中性点电流互感器采用常规互感器，二次模拟信号接入合并单元，转化为数字信号。合并单元可就地放置于户外密封箱中。 6结束语
目前，变电站已处于运行阶段，笔者详细分析了小庙变电站的设计方案，对配置方案进行了介绍。总体而言，110kV某变电站的设计方案达到了运行要求，为今后智能变电站的构建提供了参考。实践表明，采用该方案建设的110kV智能变电站科学、合理，运行可靠、经济。该变电站投入和运行为企业稳定生产提高了可靠的能源保障。 参考文献：
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