220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置的相关思考

220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置的相关思考

高丽琼

53322219890620XXXX，云南 昆明 650051

摘要：220kV智能变电站电气设备的选型及优化配置对变电站的安全稳定运行具有重要意义。为解决220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置存在的问题，基于传统220kV变电站电气主设备的选型及优化配置的相关思考，结合智能变电站“五大系统”（电网一次系统、电网调度数据中心、变电站综合自动化、智能设备管理）、“三大功能”（运行控制功能、安全防护功能和信息交互功能）等关键技术，提出了220kV智能变电站电气主设备的选型及优化配置的相关思考。

关键词：220kV智能变电站；电气主设备选型；优化配置策略

前言

智能变电站是基于现代电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术等多项高新技术集成的智能化变电站，它实现了一次设备的智能化，并通过信息化手段将电网中所有的电力设备和生产过程进行信息共享，同时可以实现电网对电力生产和输送的全程监控，实现无人值班智能化变电站。本文将以220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置为研究对象，探讨220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置存在的问题，并提出相关解决措施。

一、220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置存在的问题

（一）电气设备的选型与优化配置缺乏相应的标准

一是我国相关技术规范尚未建立，目前存在着国家电网公司发布的《220kV智能变电站设计技术导则》和《220kV智能变电站设计技术导则实施细则》两个技术规范，由于没有相应的行业标准，这两个标准在电气主设备选型与优化配置方面存在着不一致和冲突。如《220kV智能变电站设计技术导则》中没有规定油断路器和开关设备的选型原则和参数。在《220kV智能变电站设计技术导则》中，则明确规定了变电站的电气主接线，同时也规定了一次设备、二次设备的选型原则和参数，但对于主接线图以及相关的控制、保护、测量等系统的配置等却没有具体规定。

二是在《220kV智能变电站设计技术导则》中，对断路器的选型原则和参数也没有明确的规定，但对于开关设备的选型原则和参数，却有相应的规定，这两个标准在电气主设备选型与优化配置方面存在着不一致和冲突。

三是我国电力行业有关的技术规范和规程中，也没有明确规定油断路器与开关设备的选型原则和参数。

（二）对电气设备的优化配置不能完全满足需求

虽然近年来我国变电站在不断的优化与完善，但是对于220kV智能变电站而言，其优化配置仍然存在着一些问题，这其中包括设备选型不合理、设备选型的标准不能满足实际需求、设备选型的标准与实际的要求存在差异等。

（三）智能变电站技术有待进一步发展

在智能变电站技术的不断发展下，我国的变电站也在不断地更新，但是对于220kV智能变电站而言，其技术还有待进一步的发展，需要相关人员对智能变电站的技术进行不断的研究，从而更好地促进我国智能变电站技术的发展。

二、220kV智能变电站电气主设备选型及优化配置策略

（一）220kV智能变电站主要的设备选型

1.变压器：传统的变压器由绕组、铁心、铁芯线圈及绝缘介质等组成，其优点是结构简单，制造工艺成熟，成本低；缺点是体积大，占地面积大；维护量大。智能变电站采用新型变压器，由绝缘结构件组成，可以减少体积，降低造价。目前国内220kV智能变电站的变压器主要采用智能组合式变压器和磁饱和干式变压器。

2.断路器：断路器是一种能在正常工作和故障情况下自动进行分、合闸操作的电器。断路器有高压侧和低压侧之分，按其结构和原理可分为机械式断路器和电子式断路器。

其中电子式断路器具有体积小、重量轻、无噪音等特点，因此近年来国内220kV智能变电站的断路器主要采用电子式断路器。

3.互感器：互感器是测量线路电流、电压的元件，目前国内220kV智能变电站采用的互感器主要有两种，分别是金属氧化物避雷器和磁饱和避雷器。

金属氧化物避雷器又分为电压型和电流型，电压型指避雷器具有明显的阻抗，能有效地把线路故障时的高电压降到最低，同时也能有效地将短路电流限制在一定范围内；电流型指避雷器具有明显的阻抗，能将线路故障时的高电流降到最小，同时也能有效地将短路电流限制在一定范围内。

4.加强智能变电站技术

220kV智能变电站在设备选型时，应充分考虑所处环境条件和运行维护条件，充分考虑与智能变电站相关的技术规范、标准要求、实施细则和验收规程等。此外，220kV智能变电站电气主设备选型应充分考虑可靠性、稳定性和经济性，在满足设备功能、性能的基础上，做到经济合理。

220kV智能变电站应采用间隔层、过程层合并单元及GOOSE网络交换机实现数字化信息采集，通过智能终端设备实现电子式互感器信息采集和处理。在220kV智能变电站中，应结合二次系统与一次系统的接口方式合理选择电子式互感器、合并单元及GOOSE网络交换机。

（二）优化配置策略

1.一次设备

在220kV变电站一次设备的优化配置中，对于220kV主变压器、220kV电压等级线路和断路器、220kV母线等设备应选用成熟产品，避免在智能变电站中选用新产品。对于220kV电压等级线路和断路器应选用成熟产品，并考虑智能化设备的接入条件。

对于220kV电压等级线路和断路器，可采用常规电气设备，也可采用智能电气设备；对于220kV电压等级母线，可采用智能电气设备，也可采用常规电气设备；对于220kV电压等级母线，应优先选用智能化电气设备。

对于220kV电压等级断路器，应优先选用常规电气设备；对于220kV电压等级断路器，宜采用智能断路器。

2.电气主接线

220kV变电站的电气主接线应满足相关规程规范及设计文件要求，同时应结合工程实际情况进行优化配置。原则上采用“双母线接线”方式，以保证变电站具有更好的可靠性、灵活性和经济性。

220kV变电站的电气主接线，可根据负荷情况灵活选择，如采用“单母分段接线”、“双母分段接线”或“3/2/1接线”等，可根据工程实际情况灵活选择。

220kV变电站采用“单母线分段接线”方式时，应适当增加母线分段数量；220kV变电站采用“双母线分段接线”方式时，应适当减少母线分段数量；220kV变电站采用“3/2/1接线”方式时，应适当增加母线分段数量。220kV变电站电气主接线优化配置时，应根据系统特点和负荷分布情况，综合考虑电压等级、电网结构、接入条件、系统稳定性及运行方式等因素，合理选择电气主接线方式。

结束语

在对变电站进行优化配置的过程中，我们要从多方面进行考虑，确保智能变电站技术能够实现其真正的价值。对于智能变电站而言，在设计和建设过程中，要考虑到诸多问题，因此就需要相关人员能够有针对性地解决其中存在的问题。因此，有关人员应该要不断加强对智能变电站技术的学习和研究，并且在此基础上积极地去探索和研究智能变电站技术的发展趋势和方向，这样才能够在220kV智能变电站设计中取得更加理想的效果。

参考文献

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