220kV变电站智能化改造技术研究

宋 阳

国网吉林省电力有限公司长春供电公司

220kV变电站智能化改造技术研究

宋 阳

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近年我国电力系统改革不断深化，电网技术和电力设备不断发展、更新，新技术、新设备层出不穷。但目前一些变电站还处于一次设备传统化，二次监视设备常规化的阶段，这不利于在调控和监控中心远方对设备进行实时全面监测和远方操作设备，使得电力企业人力成本居高不下，同时常规老旧变电站对电网的安全运行也存在诸多隐患。相较于常规变电站，智能化变电站具有一次设备智能化、二次设备网络化和管理系统自动化的特点，因此，对变电站进行智能化改造是响应智能电网建设的必然要求。

220kV变电站；智能化改造技术；应用

数字化与智能化已经成为 220kV 变电站发展的主要方向，为提高变电站建设与运行效率，需要做好运行现状分析，针对存在的不足进行研究，并建立完善的运行系统，做好运行维护，争取提高整个系统的的运行安全性和稳定性。对于各项技术的应用，其目的是解决现行系统中存在的问题，结合设备运行特点以及管理模式，从技术角度进行分析，采取措施来提高整个系统的运行效率。

1、220kV变电站智能化改造的原则

(1) 220kV变电站智能化改造时，要掌握各种新技术和新设备的运行风险，在实践中将常规变电站自动化和继电保护技术等平移到智能化变电站中，在确保安全可靠的前提下对各种新技术和新设备进行运用。(2) 220kV变电站智能化改造时，要尽量避免设备的重复设置，实现功能、信息和资源的整合和优化，并积极推广应用电子互感器等新型设备，使其在工程实践中逐步取代传统电磁式互感器。(3) 220kV变电站智能化改造时，要根据工程的实际情况来制定科学合理的改造方案，并采用逐步渐进的思路进行试点，计划采取从中低压到高压逐步试点的风险控制措施，确保变电站日后的高效稳定运行。(4) 220kV变电站智能化改造时，一次设备的设计要考虑智能化原则，通过配备相应的智能单元和实现就地数字化来降低误差率；二次网络的改造要考虑可靠性原则，采用必要的备份并使用恰当的方式。

2、智能改造技术

2.1 一次设备智能化改造方案

为了适应社会不断发展的需求，对变电站进行智能化的改造，其第一步便是保证一次设备的智能化，也就是说使用所谓的智能一次设备。一次设备的智能化首先就是要保证设备的数字化，包括输入信号的电流互感器和电压互感器，通过实现就地的信号数字化减少模拟量的传输。根据国内以及国际电网设备运行的情况，220kV部分应该选取电子式电压互感器和电子式电流互感器，66kV部分相应的选取GIS用的电子式电流电压互感器、电子式电压互感器和电子式电流互感器。(1)当一次设备本体进行更换的时候，应该采用一些较为智能的设备，智能断路器、GIS组合电器以及主变压器都应该配置标准接口传感器。(2)能够实现设备状态信息相关的数据存储功能的状态监测功能组能够对其进行较为顺利的检测，并且为专家诊断系统提供相关的技术资料。(3)智能组件应该功能齐全、位置合理以及结构紧凑，并且它还应该满足现场的工作环境，如盐碱度、灰尘高、高温度、磁场强度等，改造后的一次设备才能够在实际当中得到更好的应用。

2.2 母线保护在现场所取母联开关位置量问题

母联开关位置量在微机母线及失灵保护装置的母联死区保护中相当重要。若母线分列运行，母联在跳位时，发生死区故障，即当母联断路器和母联电流互感器之间发生故障，断路器侧母线跳开故障后故障仍然存在，正好处于电流互感器侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，RCS- 915AB 保护专设了母联死区保护。母联死区保护在差动保护发母线跳令后，母联断路器已跳开而母联电流互感器仍有电流，且大差比率差动元件及断路器小差比率差动元件不返回的情况下，经死区动作延时，跳开另一条母线。为防止母联在跳位时发生死区故障将母线全切除，当两母线都有电压且母联在跳位时母联电流不计入小差。RCS- 915AB 型保护装置将母联TWJ 三相常开触点串联作为母联断路器位置量同时引入装置内部。

2.3 通讯系统的网络化改造

(1)其中站控层网络传输的 GOOSE 报文和 SV 报文采用双以太网通讯来进行相关的设计。(2)过程层网络应该根据主变本体和电压等级 220kV、66kV、分别进行组网。220kV系统保护的双重化配置应该分别接入与之相对应的过程层网络，除此之外主变也应该根据相应的需要来进行双重化的过程层网络的配置。 配置 GOOSE 网络、220kV 双重网络、传输 GOOSE 报文以及过程层网络配置都需要采用单星形。(1)进行变电站智能化改造的时候 ，全站 220kV 部分应该设置 单独的智能控制柜和一次汇控柜，66kV 部分可设置 一体式汇控柜，然后主变本体就地设置统一的智能组件柜。(2)智能控制柜应该改用航空插头接口模件 ，智能控制柜和设备本体都应该通过航空插头来进行一些必要的插接，这样就能够方便现场施工。(3)改造的时候 ，智能控制柜中还要布置一些光纤配线架，它可以用来连接间隔层的光纤配线架和设备本体的光纤配线架。 但是由于设备的本体设置有统一的光纤接口，导致过程层的每个间隔只要经过一个相对较大的光缆直接连接到较为统一的光纤接口装置即可，这样就可以达到优化光纤布置以及节约光纤数量的目的。

相较于常规220kV变电站，智能化变电站提高了通信系统的性能，提升了计量、保护和测量系统的精度，提高了变电站的整体安全运行水平，减少了运行人员的工作量，并降低了成本，因此对常规变电站进行智能化改造具有十分重要的现实意义。220kV变电站的智能化改造是一项复杂的系统工程，其主要特性就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，这需要我们根据具体变电站的实际情况来设计相应的改造方案，提高改造的针对性。

[1] 袁博，王莹，郑永成.220kV常规变电站智能化改造总体方案[J].科技资讯，2014(18)：118.

[2] 马全福，闫敬东.220kV常规变电站智能化改造的技术关键[J].宁夏电力，2013(2)：30～33.