220 kV智能变电站设计及运维优化研究

220 kV智能变电站设计及运维优化研究

姜胜利,马吉

湖北省电力勘测设计院有限公司  湖北省  武汉市  430000

摘要：220 k V智能变电站是基于数字化信息技术搭建的智能平台，从而实现对全站信息采集、传输、分析和处理的功能，能够让变电站实现集中控制、自动运行、自行管理和运行状态自适应等功能，保证变电站能够安全、稳定运行，实现智能化控制。220 kV智能变电站是将先进、集成的智能设备组合而成，以高速网络通信平台进行信息传输，自动进行监测、控制、保护和计量等，能够进行自动控制、智能调节、在线分析和协同互动等。220 kV智能变电站技术包括变电站信息采集、智能传感技术、实时监测技术、保护技术和协调控制技术等。

关键词：220 kV智能变电站；设计；运维

引言

随着中国“十四五”规划的推进及建设新型电力系统要求的提出，电力企业进一步明确了低碳经济发展之路及数字化发展战略，这些为电网智能化发展指明了方向，构建低碳、节能的新型智慧电力系统已经成为智能电网的主流趋势。其中，智能变电站的运维管理尤为重要，其对细节要求极其严格，作为运维管理人员应当及时把握变电站的运行状况，针对问题制定对策，确保智能变电站的安全、稳定运行，发挥智能变电站的最大价值，满足供电需求。

1 220 kV智能变电站的特点

220 kV智能变电站具有预防性、交互性、高集成度和低能耗性。（1）220 kV智能变电站设备能够对变电站存在的安全风险进行预防、报警等处理，减少因安全事故处理不及时带来的损失。（2）220 kV智能变电站具有可交互性，能够对各种信息进行收集和处理，从而实现与电网其他设备的相互交互，保证电网的安全运行。（3）220 kV智能变电站具有高集成度。220 kV智能变电站系统能够使电子电工技术、计算机技术、信息化技术、网络控制技术和自动化技术等，实现集中控制、管理等高级观念，而且兼容了微网技术及虚拟电厂，通过利用虚拟平台对各种技术进行集成，实现对多种技术的利用，从而能够保证变电站安全、稳定工作。（4）220 kV 智能变电站采用低功耗、低碳环保等特性的电子元器件，对能源的需求较低，而且有利于保护环境。因此，220 kV 智能变电站具有低能耗。

2 220 kV智能变电站设计

2.1 电气主接线设计

变电站接线设计过程中，接线方式相对烦琐，其中，关键设备是变压器，通常情况下，变压器负责线路升压和降压，电气主接线设计时，应以良好的接线设计方式使变压器各项指标在合理使用范围内。选择变压器时，应根据电量及负荷等的具体需求以及使用情况综合考量，发电量较少时，需要配置一台主变压器以及两台配套的发电机，如果情况相反，还要结合实际情况增加变压器和发电机的数量。所以，在设计变电站的全过程中，要重点设计主接线，一方面需要设计好电器位置的主接线，按照平面图进行整体布局。另一方面，要不断调整和优化模块的主要接线位置，降低后期维修和保养变电设备的压力，减少维修设备过程中的消耗，并且要对扩建、重新改造部分加强维护与管理。

2.2 智能开关设计

在设计智能开关的过程中，需要对智能一次设备的断路器、刀闸的电机、弹簧、液压泵的电机等设备开关进行监控，并对智能一级设备的开关进行监控。其次，传感器组件必须嵌入智能主设备中，以收集和传输其信息，从而实现对智能主设备信息的处理和控制。最后，必须要完善隔离层和站控层设备间的联系，提高其交互性，让智能一次设备与智能电脑相连接，实现智能控制等。在智能变电站工程的开始阶段，由于尚无一次性技术设备本身有 IEC61850 无线通信连接、设施符合智慧站的技术条件，所以，许多变电站采用常规开关设备与智能终端和监测系统相结合的方式来对开关进行管控，采用在新一次性技术设备中加上智慧终端用户和状况检测的方法来完成对设备的控制。开关设备的自动化实现方法。其中，一次设备、监测传感器和控制柜相互独立，利用控制柜的智能终端和总体监测单元实现对一次设备断路器的控制，并且实现对一次设备的在线监测。而且利用间隔设备和在线监测系统实现其相互独立工作和对一次设备的监测。

3 220kV智能变电站运维策略

3.1 完善检修制度，规范监测标准

智能变电站的运维管理离不开完善的检测标准和系统。系统和标准需要根据智能变电站的运维管理规则进行设计和制定，以更好地满足变电站的运营需求，帮助运维管理人员及时发现存在的问题并制定解决方案。随着科技发展，传统变电站的检修机制已经无法适应智能变电站的检修需求，应制定科学合理的运维管理检修制度和标准，为智能变电站运行提供制度保障。检修制度是变电站设备检修的主要依据和标准，检修制度是否健全直接影响最终的检修质量，在变电站的运维管理中必须完善检修制度，规范监测标准，在完善检修制度的基础上，做好检修标准的细化与规范化，确保检修制度的可行性，为运维管理人员进行检修提供可靠的参考，确保检修工作的有序开展。

3.2 深化智能化程度

受时代发展的影响，智能化变电站建设越来越受到社会各界的广泛关注，如何提升智能变电站一次设备选择与应用质量逐渐成为各变电站运营发展中面临的主要问题。实际上，智能变电站一次设备操作流程相对简便，仅需按照一定顺序进行规范操作，即可实现对一次设备的高效管控，进而保障该区域内对智能变电站监控管理的需求。不仅如此，智能化变电站一次设备可对监控中心或调度中心的智能变电站下达操作指令，变电站经过精确的信息数据收集与对比分析，高效完成相关指令，提升智能化变电站整体运营效果。在此过程中，工作人员还可将智能变电站域只能画传感器实施连接，提升智能变电站运维一体化程度，为智能变电站一次设备在我国电力领域中的发展创设良好背景。

3.3 提升人员素质，构建高素质管理队伍

智能变电站运维管理工作虽然有一定的智能化特征，可以利用智能化设备实现智能管理，但也离不开运维管理人员，管理人员的素质高低直接影响着最终的管理效率和质量。因此，必须注重运维管理人员的素质提升，构建高素质的管理团队，为智能变电站安全运行提供人员保障。首先，要做好日常培训工作。根据智能变电站运维管理需求，结合运维管理人员自身素质，制定培训方案，切实提升运维管理人员的核心素养。其次，增强运维管理人员的运维管理意识，提升其专业技能。智能变电站的监测与维护对管理人员有较高要求，要强化运维管理培训力度，针对运维管理中存在的操作问题、检修问题制订针对性培训方案，提升人员技术水平，强化人员的预警管理水平。

3.4 智能断路器运维解析

智能剩余电压断路器由断电器和智能控制单元共同构成，通过人员操纵对系统的失效及继电保护装置分闸、重合闸的智能控制和分、合闸操作相位角控制系统进行控制，从而能够现断路器控制选相合闸操纵和同步直流限流熔断器。在智慧站管理运维时，应该着重注意智慧断路器的设置地温和湿度限制，断路器电压表值、各相位及方向应准确，智慧监控单元操作时有无异常和定值准确等。

结束语

综上所述，对 220 kV 智能变电站设计及运维优化研究具有重要的意义，必须要加强对 220 kV 智能变电站设计的研究，改善运维方法，从而保证智能变电站能够安全、稳定地运行，也能够确保电网的安全运行。

参考文献

[1] 王瑞金.220 kV 智能变电站继电保护及自动化[J].中国高新区，2019（18）：116.

[2] 刘琨,黄明辉,李一泉,等.智能变电站故障信息模型与继电保护在线监测方法[J].电力自动化设备,2018,38(2):210-216.