110kV智能变电站设计及其可靠性研究徐弘

110kV智能变电站设计及其可靠性研究徐弘

徐弘

（赣州宏远电力勘测设计院有限公司江西赣州341000）

摘要：110kV智能变电站的设计是多元化且复杂的，但是对于保障我国民生具有非常重要的作用，一旦智能变电站发生故障，势必会影响人们的正常工作生活，所以在智能变电站的设计过程中，必须对其可行性进行理智的分析，从而确保智能变电站的正常运行。

关键词：110kV；智能变电站；设计

一、智能变电站概述

1.1智能化变电站的定义

智能化变电站是以先进、可靠、集成以及环保的智能设备为基础，可以实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，以及具备信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等能力，并且可以完成电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

1.2智能化变电站的结构

智能化变电站主要由站控层、间隔层、过程层这三层组成。

1.2.1站控层

站控层由站级监控系统、通信系统、站域控制以及对时系统等组成，可以实现的功能包括全站设备的监测控制、数据的采集和监控、电能量的采集、保护信息的管理控制等等。

1.2.2间隔层

间隔层的设备组成主要是一些二次设备，其中有系统测控装置、继电保护装置以及监测功能组的主IED等。间隔层使用一个间隔数据且再作用于该间隔的一次设备上，也就是实现传感器、控制器以及远方输入和输出之间的通信。

1.2.3过程层

过程层的设备组成主要是一些一次设备及其所属的智能组件，其中有变压器、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及断路器等；同时还有一些独立的智能电子装置，主要是电子式互感器和用于实现变压器和开关智能化的智能单元。

二、110kV智能变电站的设计

2.1智能化一次设备

（1）为了迎合需要，通常将电子式传感器应用于110kV智能化变电站的主变压器侧部，从而实现光纤信号的传输，从而以胶结方式连接光纤和磁光玻璃，极大的降低了维护的周期，摒弃极大的提高了闭环控制的精准性以及动态特性的控制。

（2）当前的110kV供电系统中，普遍使用中置式真空开关柜，这种装置的出线保护测控装置比较分散，因此智能控制终端将会极大的改善这一现状，从而规避了每一个出线部位的安全隐患。

2.2网络化二次设备

通过结合光纤等设备将系统的总线控制方式替换为分布式控制方式，从而极大的提高了数据传输的方式，将电力系统信息更加有效的进行控制，从而实现智能化变电站的全方位监控。

（1）站控层设备。网络化站控层设备通常应用于无人值守的站控监控室，通过结合智能化设备，从而实现智能的管理与控制，站控层不仅能够方便管理及控制智能设备，还能够极大程度上实现智能设备的诸多功能，从而对变电站的全部设备进行网络化管理。

（2）间隔层设备。当前的间隔层主要包括计量系统、检测系统、保护系统以及录波系统，在站控层失效后，间隔层易燃可以独立的对本层设备进行监控。需要将间隔层配置数字接口处配置专门的控制设备以及保护性设备.

（3）过程层设备。目前的过程层设备主要是一对一进行连接的，相当于过渡结合面，尽管如此，也具备一定的自我描述以及自我检测能力，与此同时，过程层设备也应用通用的通讯协议，从而实现设备的自我监控，并且将采样信息向多个二次设备进行共享，智能变电站的保护装置可以将站控层智能终端通信得以实现，并且一对一进行总线接口的对接，从而在设备故障时能够确保及时跳闸，确保只能变电站平稳运行。

三、110kV变电站设计的可靠性研究

3.1完善变压器配置保护

一般来说，变电站在进行配电的过程中往往需要限定电压的额度，只有适合的电压范围才会促进电力系统的正常运转，如果说电压出现过载或者不足的情况就会对电力系统的运转造成影响。而调节电压的功能是由变压器系统来提供的。因此，变压器系统可以说是整个变电站继电保护系统中必须要重点保护的。如果说变压器系统能够正常运行的化，也就意味着整个继电保护系统发挥了其应有的作用和功效。所以说智能变电站继电保护系统为了保证变压器系统的安全性，在配电保护的构成中采用的是分布式配置，这样就能够分散变压器系统的压力，从而保护变压器在电力调节的过程中不会承受过分的压力而导致电压超载或不足。而在后置装备的继电保护过程中则是采用的集中式配置手段，这样就能够以不同的手段来保证在配电过程中继电保护系统的可靠性不会因为外界因素的影响而降低。

3.2提高可靠性的手段

（1）采用电压限定延时方式

当智能变电站处于正常的运行模式时，因电流等外部因素的作用，经常会出现外部断路的情况，引发过负荷电流现象的出现，很容易在变电站系统出现外部故障时，发生跳闸现象，影响继电保护的可靠性。采用电压限定延时的方法，即测量出变电站中各线路通过的电流量，当发生过负荷电流现象时，及时发出警报和执行保护的命令，提升其继电保护系统的可靠程度。

（2）完善线路保护方案

电力系统的大部分线路保护配置都是利用纵联差动的保护方式来对电力系统进行有效保护的，所以电网建设中可以为电力系统中的变电站、发电厂和高低压配电等提供相对完善的配电线路控制保护方案，保证电力系统安全稳定运行，提高配电保护系统的可靠性。

（3）转变管理模式

在传统继电保护系统不能满足时代发展的前提下，转变继电保护的管理模式显得尤为重要，要在管理模式上转变，就要正确认识智能电网本身的背景意义，熟悉有关的技术规定，充分认识保护工作的重要性，全面的实施智能化决策管理工作，不能被动的接受和适应，需要主动创新和发现。

3.3建设完善的管理系统并提供科学的规范体制内容

完善的管理系统可谓是智能变电站日常运行和维护的关键性举措。鉴于当前我国智能变电站运行时间不是十分长久、不同方面实践经验缺乏等问题，唯独经过长期实践探索之后，智能变电站运维管理的标准体制才会发展的更为系统、科学和完善，至此过后清晰化映射出智能变电站各项功能特征，辅助工作人员建立起标准形态的操作流程规范体系，以针对不同运行维护工序流程做出明确规定，保证智能变电站在今后运行过程中不会重复出现以往诸多异常现象。归结来讲，智能变电站管理系统和规范体制愈加科学合理，对应的维护管理工作质量就更加理想。

总结

由于电力事业的不断发展，电力衍生品中的用电设备亦层出不穷，为了满足人们的日常使用需求，就必须迫使智能变电站加速革新进程，110kV智能变电站作为电网的重要组成部分，对于输电线路的正常运行具有非常重要的作用，由于智能变电站结构的复杂，对其造成的困难也不尽相同，所以，为了正常供电，对其进行合理的设计，已经势在必行。

参考文献：

[1]刘守刚.110kV智能变电站设计及其可靠性分析［D］.华北电力大学，2012.

[2]杨建平，阳靖，罗莎.110kV智能变电站设计与建设实例［J］.电力科学与技术学报.2012（2）：90-96.

作者介绍：

徐弘（1987.7.30），男；江西南昌人；汉；学历：本科；职称：电气工程师：职务：变电一次设计技术专职：研究方向：电气工程变电一次设计；单位，赣州宏远电力勘测设计院有限公司。