220kV智能变电站设计方案优化研究

220kV智能变电站设计方案优化研究

范宇

湖北省智网瑞达电力设计有限公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：近年来，智能电网事业建设发展迅速，智能变电站的[1]建设效果运行直接影响着智能电网的运行建设效果，[2]为智能电网的运行提供了管控执行点及参量采集点，为未来智能电网的发展提供了基础及支撑性作用。220kV智能变电站的发展水平成为影响我国智能电网建设及发展的关键性因素。[3]本文对220kV智能变电站的进行了简单的介绍，并对220kV智能变电站设计方案优化分析进行探究，提出相应的优化措施，以供参考。

关键词：智能变电站；设计方案；优化分析

引言：

随着节能型社会的发展，在变电站设计过程中，设计人员需要采用智能化设计理念，优化现代电网系统和结构。随着智能电网的发展，为智能变电站发展提供重要的技术基础和理论支持。但是受到各方面因素的影响，比如设计人员水平比较低，就会影响设计方案的质量，对智能变电站运行产生不利影响，不能创造更多的经济效益和社会效益。因此，本文针对220kV智能变电站设计方案优化展开论述，并且提出相应的解决对策和建议。[4]

一、220kV智能变电站的概述

进入二十一世纪后，电网的发展趋势和方向就开始倾向于智能化，而我们国家对智能化电网的建设也是非常重视的。在我国，现阶段的变电器[5]电力设备已经实现了“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”这四个功能。电网安全稳定控制技术和装备处于国际国际领先水平。总体来说，我国已经能够自主提供从高压到特高压的成套设备，但是高压设备智能化水平并不高，在实现高压设备的状态检修和全寿命管理方面还有很大的发展空间。就目前的220kV智能变电站的设计方面还存在很多的不足，而这些不足我们可以通过对其设计方案进行优化，来进一步完善智能变电站。

二、220kV智能变电站设计创新内容

根据无人智能变电站的发展，在实际应用过程中，不断采用先进的技术、设备以及技术工艺，实现变电系统的智能化发展。第一，在进行220kV智能变电站设计过程中，主要包括220kV、110kV所有的进出线间隔，可以采取电子互感器。电子式互感器是数字化变电站和智能变电站的标志性设备，作为二次系统数据源头的智能化一次设备，其重要性不言而喻。目前在实际工程应用中主流是有源电子式互感器。有源式电子式电流互感器（ECT）是以电磁式电流互感器为基础，高压侧采用低功率电流互感器和罗可夫斯基线圈采样，经过滤波、积分变换及A/D转换后变成数字信号，再通过电光转换电路将数字信号变为光信号，然后通过光纤将数字光信号传送到与低压侧相连的合并单元。第二，采用35kV合并单元、智能终端采用集成装置。35kV通过采用合并单元、智能终端、保护、测控、计量、录波一体化装置，一是实现了硬件整合，减少合并单元装置数量，降低投资。二是采样值、GOOSE数据实现共网口传输，有效减少装置端口数量，有效改善装置因光口数量多长期运行的发热问题。第三，设计人员需要利用智能一次设备进行全面的优化，制定完善的一次设备本体、智能组件方案，提升测量数字化、信息互动化等智能化水平，采用安装配合的传感器，进一步明确安装结构，提升设备的安全性和可靠性。

三、220kV智能变电站设计方案设计

（一）智能变电站的结构

为了提升智能变电站的性能，在实际设计过程中，设计人员需要设计合理的系统组网方案，结合实际情况，根据[6]国家制定的标准，可以把220kV变电站分为三个部分：站控层、间隔层以及过程层，采用这种结构形式，可以优化内部结构，防止二次接线出现故障。在实际应用过程中，变电站每一层都有利用通信网络进行连接，提升了间隔层与过程层之间的连接效率，但是这两个通信网络是相互独立运行的。同时，在层与层之间，采用网络化通信结构，极大地保证了数据在传播过程中稳定性和准确性。

（二）智能变电站设计关键技术分析

根据我国IEC61580标准，设计人员需要建立完善的变电站的模型，有效地突破了传统二元划分法，对智能变电站运行功能影响比较大的技术主要是采用电子式互感器和智能化的开关设备。第一，电子互感器的应用。在整个智能变电站中，电子式互感器发挥着重要作用，也是保证变电站运行的重要技术。对传统的电磁式互感器而言，投资成本比较高，并且复杂精度比较低。另外，在实际运行过程中，输出的电流经常出现畸变问题，从而降低[7]了系统运行的安全性和稳定性，并且由于电磁谐振导致系统运行不稳定，导致设备不能正常运行。在进行智能变电站设计过程中，电子式互感器的应用，可以保证小功率信号和数字信号的有效传输，提升传输的效率。就目前而言，光电式电子互感器和线圈式电子互感器得到了广泛的应用，对这两种电子互感器而言，由于工作原理不同，各自存在不同的优势，设计人员需要结合实际情况，选择最佳的电子互感器。

（三）智能化开关

对智能化开关而言，在整个智能变电站设计过程中，智能化开关也发挥着十分重要的作用，能够保证系统安全稳定的运行，实现精确跳闸，准确控制合闸的角度和时间，提升信息化的程度，优化了变电站整体性能。并且设计人员可以采用智能一体化设备，对智能终端进行回路控制，保证系统能够稳定运行。另外，设计人员可以结合实际情况，通过添加状态监测单元，从而满足实际设计的要求。

（四）220kV智能变电站设计方案优化设计

第一，结合实际情况进行优化。设计人员需要广泛搜集技术资料，合理布置线路，优化电网结构，从而提升智能变电站的性能。另外，为了提升配电装置的性能，可以采用GIS设备，合理调整智能变电站选址，发挥智能变电站重要的作用。第二，优化220kV电压互感器。为了发挥电压互感器的功能，设计人员需要结合设计情况，优化220kV电压互感器系统内部计量、测量以及电源等设备，做好电源的监测和保护，保证电压互感器能够正常运行。[8]第三，优化二次接线方式。为了确保二次回路功能设计的合理性，在对220kV智能变电站进行设计时，应加大对数字化技术的应用，做好优化设计工作，改进后的智能变电站二次系统的接线形式有两种，一种是利用网络方式来形成网路跳闸方式，通过对二次回路线路进行分析可知，该种方式下的线路较为简单，凸显了网络的共享性，并且网络延时不会对点对点跳闸方式产生任何影响。另外一种保护线路的方式是光纤线路，能够将跳闸信息快速的传输到智能终端设备中，该种传输形式信息的稳定性较强，提升了信息传输效率。在对220kV智能变电站进行优化设计时，要做好二次设计及电气施工工作，严格按照标准的施工要求，开展各项施工及设计工作。第四，优化开关柜二次室设计和优化设计。电气回路接入方式根据220kV智能变电站的设计要求，需要将交换机屏设置在开关柜的二次室旁边，要想确保开关柜二次室设计的合理性，应通过增加开关二次室空间的形式来实现，并做好电气设备设计。220kV智能变电站可以对互感器实现双重的保护，促进220kV智能变电站接线的合理性，运用光缆线路，将远端模块与合并单元连接在一起，在点对点网络连接回路上发送数字采样信息，确保[9]电流及电压信息量能够在保护及测控装置中获取。

结语：

综上所述，智能化变电站作为变电站自动化技术的必然发展方向，为了满足现阶段对变电站的使用需求，需要将数字化技术融入到变电站设计中来，优化变电站设计过程，使其符合现阶段电网建设及生产需求。根据220kV智能变电站的运行要求，不断优化变电站的信息共享方式，确保各项操作过程的合理性，与智能变电站的发展趋势相统一，保证220kV智能变电站运行的稳定性及安全性，提升智能变电站的运行效果。

参考文献：

[1]李永华.220kV智能变电站设计及运维优化研究[J].科技创新与应用，2022，12(29):146-149.

[2]高宏.智能变电站二次系统优化配置方案设计研究[J].建筑与预算，2023(7):52-54.

[1]这里是不是设计方案

[2]这句话应该是建设效果影响运行

[3]这个文章指的是下文还是其他

[4]这一段和智能变电站有什么联系呢

[5]改为电力设备

[6]少了“国”字

[7]这个字多余了

[8]这段话和方案优化没有关系

[9]多余