试论110kV智能变电站一二次设备的配置

周乐

摘 要：文章主要研究了110 kV智能变电站一二次设备的配置方案。该文首先从110 kV智能变电站变电设备出发，对其变电设计进行分析；其次，结合具体案例全面研究了110 kV变电站一二次设备的选型，其中分析了一次设备的常规设置、开关柜设置、闭锁装置设置以及二次设备的智能终端集成、组屏优化、保护装置设置等注意事项，望为智能变电站建设提供一定的参考。

关键词：110 kV 智能变电站 设备 技术 方案

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（c）-0024-02

近年来我国加大了智能电网建设力度，形成了以智能变电站为核心的智能供配电体系。智能变电站通过数字技术、信息技术、自动化技术等形成了高质量、高效益变电体系，实现了电网的自动控制、智能调节、在线处理和协同互动，从根本上改善了供配电效果。如何对智能变电站配置进行完善，在保障其运行安全的基础上提升变电效益已经成为人们关注的焦点。

1 110 kV智能变电站设计分析

110 kV智能变电站一次设备设置的过程中需要对智能装置性能进行全面分析，110 kV、主变各侧均需依照高效性原则和经济性原则设置。一般可在110 kV、主变各侧均采用常规互感器+合并单元形式，通过光信号输出。与此同时，还可在智能终端中设置一次设备的智能化接口，从而满足110 kV智能变电站功能需求。而在二次设备设置的过程中可在安全指标基础上适当运用高速以太网，依照逻辑功能设置站控层、间隔层、过程层。过程层可设置为星型拓扑结构，一般采用SV网和GOOSE网双重保护。该配置过程中继电保护点对点直采、直跳，继电保护单独配置的过程层需全面独立。站控层可选择单星型结构，其110 kV备自投网络可采用常规工业级工作组网络交换设备，GOOSE控制网需采用IEC61850工业级网络交换设备，从而最大限度提升智能变电站安全性能。

2 110 kV智能变电站技术落实方案

此次研究的过程中主要以110 kV华屏变电站配置状况为例，对110 kV智能变电站设备配置方案进行分析。该110 kV及主变压器均采用一次设备加智能组件方式，其110 kV系统为SF6设备，二次采用“三层两网”网络拓扑结构，通过直连方式、合并单元、智能终端装置等智能组件实现智能化保护。

2.1 一次设备设置

2.1.1 常规设置

主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定，在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变壓器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器，从而提升变电安全系数；高压断路器主要选择真空断路器和SF6断路器，真空断路器是以真空的高介质强度实现灭弧和绝缘的断路器，SF6气体是一种无色、无味、无毒、不燃的惰性气体，具有优良的灭弧性能和绝缘性能，在110 kV中保护效果更好；高压隔离开关和高压开关柜主要根据其安装地点，配电装置的布置特点等选择。

2.1.2 开关柜设置

结合一般开关柜的特点，在其中运用GIS智能汇控柜，可以实现智能方式。通过它把收集的信息进行处理，可以维护相关设备的稳定运行。GIS智能汇控柜能够实现110 kV智能变电站运行过程中线路电压和电流的检测、线路设备运行状况的检测、设备实时管理和控制状况的检测等，将上述信息反馈到平台中，使相关人员能够全面了解110 kV智能变电站运行状况，在该基础上实施针对性控制和调整，从根本上提升了一次变电控制的可靠性和有效性。

2.1.3 闭锁装置设置

110 kV智能变电站设计过程中为了提升变电站运行安全系数，往往设置闭锁装置，借助该装置防止变电站运行失误或操作失误。华屏变电站防误闭锁系统主要选JOYO-B4跨平台防误系统，将主机、网络控制器、分布式控制器、无线网络路由器、电脑钥匙、智能闭锁锁具等进行整合，能够及时将相关设备掌握的状况反馈到系统中，使人员借助可视化界面全面把握变电站运行状况。

2.2 二次设备设置

110 kV智能变电站二次设备配置过程中需要把握好分层分布式结构，做好面向间隔，保证功能独立，从而全面提升变电站二次设计的可靠性、安全性和可拓展性。尤其是在智能终端、组屏优化及保护设置过程中，要在“占地少、造价省、效率高”指标基础上实施针对性设计，其具体状况如以下几点。

2.2.1 智能终端集成

110 kV智能变电站合并中单元和智能终端集成的过程中需要依照变电站运行状况进行合理筛选。简单集成过程中可以将合并单元和智能终端安装在同一个机箱中，设置共同电源板供电；深入整合时可以对合并单元和智能终端进行重新设计和开发，实现电源、人机接口、网络通讯接口的集成，从而实现各项资源的共享。上述配置过程中可以直接选取SV和GOOSE直采、直跳共网口传输，可以将设备中光口的数量减少一半。

2.2.2 组屏优化

110 kV变电站二次系统整合后对屏柜要求较高，需要将原来多且复杂的电缆连接转换为少而简单的光缆连接。华屏变电站主变保护包括电气量保护和非电气量保护，其#1、#3主变电气量保护均采用iPACS-5941D变压器成套保护装置，主、后备一体化、双套配置，两套保护同屏，其保护效果和装置互操作性大大增强。上述桥保护测控及备自投装置同屏置于继保室内，其设置状况见图1。

2.2.3 保护装置设置

非电气量保护功能由UDM-501T智能终端实现，非电量保护跳主变各侧开关采用就地直接电缆跳闸，信息通过本体智能终端上送，两套电气量保护的分别接入各对应电压等级的第一套GOOSEA网和第二套GOOSEB网，形成了完整的主、后备保护体系。除此之外，二次设备设置时还借助多功能测控装置（基于SCADA的测控装置），在该基础上借助PMUJI书和故障录波功能对多功能测控装置进行完善，大大减少了110 kV智能变电站中的设备数量，才能从根本上节约了110 kV智能变电站空间，真正实现了变电站二次设计的简化。

3 结语

智能一次设备是智能变电站的结构基础，智能二次设备是智能变电站功能实现的手段。110 kV智能变电站设计的过程中要对一次设备、二次设备进行全面把握，依照变电站工作状况合理配置设备内容，在技术指标基础上做好设备的选择，这样才能够保证智能变电站运行安全。与此同时，要在安全性指标基础上不断提升装置性能，从而实现110 kV智能变电站工作效益的最大化。

参考文献

[1] 赵永生，欧阳帆，刘海峰，等.曾家冲110 kV智能变电站运行缺陷分析及建议[J].湖南电力，2013（S1）：37-39.

[2] 郑开琦，王小波，徐光彬.武汉未来城110 kV新一代智能变电站设计方案研究[J].湖北电力，2013（7）：12-15.