东明董庄110kV智能变电站的设计研究

杨健

【摘 要】智能电网是电网发展的趋势和方向，并且现在已经上升到国家战略的高度上。智能变电站是智能电网的变电环节，是坚强智能电网的重要基础和支撑。电网建设设计是龙头，智能变电站的设计直接决定了智能变电站的建设水准和技术水平，对智能变电站设计进行系统研究，形成技术先进经济合理的智能变电站设计方案，对智能变电站建设有着重大意义，也可为智能电网的发展打下良好的基础并积累宝贵的经验。东明董庄110kV智能变电站设计研究针对典型的110kV变电站规模，以国家电网公司东明县供电公司董庄110kV智能变电站为例，通过考察了解掌握目前智能变电站相关关键技术的发展状况，从经济技术先进性合理性和工程实用性等多方面进行研究比较，选择合适的技术应用到变电站设计当中，形成技术先进、经济合理的适合智能电网发展现状的110kV智能变电站设计方案。

【关键词】智能变电站；在线监测；设计方案

1 智能变电站设计研究的价值和意义

智能变电站的概念是从数字化变电站发展而来的，数字化是智能变电站的基础，变电站的数字化是指变电站内一、二次电气和保护装置均应实现数字化通信，并具有全站统一的数据建模及数据通信平台，在此平台的基础上实现智能装置之间的互操作性。变电站数字化的概念中全站统一的数据建模是基于IEC61850标准。IEC61850标准的技术优势在于：（1）标准规范一致性，IEC61850标准在MMS的基础之上建立一套适用于电力系统的通信接口ACSI，符合IEC61850标准的各个厂家产品可以非常方便的实现互操作。（2）简单直观，IEC61850标准中每个数据均自带名字和数据类型，避免了传统规约中使用点号和数据包类型号带来的混淆。同时借鉴了面向对象编程思想，是用户可以更加简单直观的读懂装置所传递的信息。（3）规约调试的工作量减少。IEC61850强调了一致性测试，理想情况下各个不同厂家装置及后台系统可以无缝组网，实现互操作性。

2 国内外智能变电站的概况和发展趋势

现在我国智能变电站建设已进入了试点启动阶段，部分智能化变电站试点已建成投运部分正在建设当中，智能变电站的建设运行经验正在不断的积累，而智能变电站相关的关键技术和产品也在不断地发展和完善之中。

进入21世纪以来，国内外电力行业、研究机构和企业展开了一系列研究与实践，对未来电网的发展模式进行了积极的思考和探索。智能电网的理念逐步萌发形成，成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择。建设智能电网，对于保障能源安全、应对气候变化、促进节能减排、发展低碳经济、提高服务水平具有重大意义，是优化电源结构、开发利用清洁能源的迫切要求，是满足经济社会可持续发展要求的重大选择，是电力工业科学发展的具体实践。

3 东明董庄110kV智能变电站的设计方案

本课题选择东明董庄110kV智能变电站作为设计研究对象，选取具有普遍性和代表性的110kV变电站接线方式和建设规模为设计条件进行设计研究。

具体设计条件为：

3.1 工程性质

新建110kV智能变电站工程。

3.2 电压等级

110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5 kV。

3.3 工程概况

3.3.1 工程建设规模

主变规模：本期2台、最终2台50MVA。主变户外布置。

出线规模：110kV本期2回，最终2回架空出线；35kV本期8回，最终8回电缆出线；10kV本期16回，最终16回电缆出线。

无功配置：10kV电容器本期配置2组*（4+4）Mvar，远景同本期。

3.3.2 工程设想

主接线型式：110kV采用内桥接线，本期一次建成；35kV采用单母线分段接线；10kV采用单母线分段接线。

3.3.3 主设备选型

1）主变压器型式为有载调压自冷三绕组变压器。

2）110kV采用户内GIS组合电器，架空进线。

3）35kV采用户内中置式开关柜。

4）10kV采用户内中置式开关柜。

5）10kV消弧线圈采用户内消弧线圈接地变成套装置。

6）10kV电容器采用户内并联电容器成套装置。

3.3.4 短路电流水平

各电压等级的设备短路电流选择如下：

110kV电压等级：40kA；

35kV电压等级：25kA；

10kV电压等级：主变及分段31.5kA、出线25kA。

3.3.5 课题主要内容

1）根据设计条件，经过多方案比较确定平面布置。

2）研究选取适合设计条件和平面布置方式的电子式互感器的形式。

3）研究适合设计条件和平面布置方式的智能一次设备实现方式。

4）研究优化适合设计条件和平面布置方式的智能变电站自动化系统网络结构和设备配置。

5）研究智能变电站高级应用的实现方式。

6）根据研究结果优化平面布置，形成完整的110kV智能变电站设计方案，编写设计文件，绘制设计图纸，所有图纸达到初步设计深度要求。

3.3.6 研究的途径与方法

1）通过查阅文献资料、向生产厂家和用户进行调研等方式了解掌握智能变电站相关关键技术和产品的发展状况、应用情况、产品价格等资料。

2）根据掌握的资料，结合设计条件从技术先进性和经济合理性方面对智能变电站相关技术和产品进行多方案比较分析，根据分析结果选用适合的技术和产品应用到课题的设计方案中来。

3）根据相关设计规程和标准开展东明董庄110kV智能变电站设计工作，形成设计方案。

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[责任编辑：丁艳]