110kV智能化变电站建设技术研究

摘 要：随着科技时代的到来，智能化设备在各个领域也得到了广泛应用，无论是生活中还是工作中，智能化技术随处可见。而110kV智能化变电站就是依靠先进、可靠、环保、低碳的智能化设备进行各项功能的运作，其运作原理是通过全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等作为依据，将自动完成采集信息、测量、保护、检测等一系列基本项目。然而现阶段在110kV变电站中智能化的应用依然存在一些问题，间接影响变电站各项功能的运行。本文通过对110kV智能化变电站的结构特点进行简要分析，并阐述了智能化在110kV变电站建设中的重要性，最后提出几点改善智能化变电站建设中的相关问题分析。

关键词：110kV变电站；智能化；网络结构；建设技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.131

智能化变电中承载着网络连接、电能传送、电压变换及综合调整等作用，虽然供电企业在普通变电站中的建设与数字信息化方面取得了显著的效果，然而在110kV变电站智能化建设中依旧存在诸多问题，这也是相关技术维修人员需要进一步研究和探讨的共同话题。

1 110kV智能化变电站的结构和特点

1.1 110kV智能化变电站的特点

智能化变电站的特点主要包括一次设备智能化、二次设备网络化、全站信息数字化、信息标准化共享、全自动化运行控制以及高级应用的互动性。而一次智能设备包括电子式电流感应器、全光纤式电压互感器、合并单元、在线监测设备等；二次设备网络化的作用是将全站的设备笼络为三个等级，分别是站控层、间隔层和过程层，而全站的设备所遵循的规约统一为IEC-61850。在三种等级层次中，站控层采用了MMS网，间隔层则采用了GOOSE网及SMV网，其中，过程层使用的网络与间隔层是相同的，两个网络间的配置呈独立状态。由此可见，全站信息在智能化设备的推动下已实现了数字化及标准化伟大章程。

1.2 110kV智能化变电站的结构

110kV智能化变电站的结构非常复杂，其内部设备可以完成测点、保护、控制、检测、计量等工作，同时还要进行信息共享、设备状态可视化、智能警报、智能应用等功能。在智能化变电系统中，所采用的结构都是分层处理的，由于三种分层应用的网络不同，如间隔层和站控层之间主要是以传输MMS与GOOSE两种信号为主，而过程层与间隔层之间则采用GOOSE与SMV两种信号进行传输，因此，在接下来的结构建设和改造中，一定要针对智能化变电站对称的运输原理进行切换，以保证每一项功能都能正常运行。其中，GOOSE与SMV网络信号既可以分开组网又可以统一组网，但为了确保智能化变电站的可靠性和稳定性，采取分别组网模式，是最为保险的传输信息做法。

2 智能化在110kV变电站中的重要性

常规的综自系统只有站控层和间隔层两个部分，所采用的通讯方式以DNP、103、104、MODBUSCDT为主，同时需要大量的规约方可实现转换功能，由于使用的电缆连接过于密集且布线十分复杂，从而影响数据的准确性。而智能化变电站虽然也是一项较为复杂的系统，但比常规综自系统要完美的多，智能变电站系统分为站控层、过程层和间隔层三个部分，其运行标准是以IEC61850为主，直接通过光纤化进行通讯衔接，并在电子式互感器、智能合并单元、网络化二次设备及IEC61850的规范中实施分层作业，不但实现了信息共享化，而且布线较为简单，所采集的数据也是相当精准，是提高110kV变电站工作效率的新篇章。

3 改进110kV智能化变电站建设中的关键问题分析

3.1 单母线分段接线方式下对电压互感器与保护装置的要求

由于城市是最大的耗电中心，所以在建设110kV智能化变电站过程中，可以利用110kV/10kV降压原理变向周围用户进行供电。而对于建设终端变电站，110kV配电建设可以采取线路变压器组接线方式，在10kV侧可以按单母线四分段，每一段之间的母线带12-13回出现，110kV终期可以用4-6回，单母线分段接线。如果10kV侧的母线分四段，每一段母线可带13-14回出线，若以八段考虑，每段母线则带7回即可。在10kV分段开关处安装设备自控装置，是有效保证110kV线路可靠运行的最佳方案。

3.2 电子式互感器接入合并单元的规约问题分析

首先，以我国华东地区其中一座110kV智能化变电站为例，由于变电站电子式互感器标书主要包括电流互感器和电压互感器两部分，如果将合并单元纳入该电流互感器标书中，会因厂家不同而导致电流与电压发生故障，虽然针对这种问题，已经有了一定的解决方案，也就是将电压互感器输出的信号以FT3格式接入到电流互感器的合并单元，但由于FT3帧格式中的数据位为128bit，同时附加了16it的CRC校验位，其构造新的纠错码时需尽量避免破坏FT3的数据长度，采用BCH（144，128）码作为校驗码，以BCH码代替CRC码。BCH（144，128）码是由BCH（255，239）截短而来。由于截短码就是另信息码元的前若干位为0构成BCH码，所以此时码元不用发出去，以此减少码元长度，但在编辑时将其计入并且监督位数不变，同时纠错能力不变，缩短信息码元的数目。在采集器到合并单元通信中，传输1帧的数据量是144bit，所以可应用BCH（144，128）纠错码纠正两位错误。

3.3 加强配电设备的智能控制

在智能110kV变电站配电设备中所运用的智能控制部分，主要以光纤通讯电缆光端机电路、设备操作回路、信息数据采集电路及信号数据判断电路为主，其工作原理是在配电网设备系统发出信号后，信号数据会采集电路，随后会再次进行采集，与此同时输送给光端机电路和信号数据计算判断电路，而信号数据计算判断电路会进行比较，最后，对运行中的设备状态进行判断，一旦发现设备中存在故障，就会启动保护信号功能，同时向设备操作回路进行信息传输，实施跳闸指令。

4 结束语

综上所述，智能化技术无论是在变电站中或者是其它相关领域中都将是不断引领社会发展的必然趋势，它是一个全新的里程碑。而110kV作为电力系统中重要组成部分，会随着电力系统的不断发展发挥其更大的社会价值，因此，智能化技术人员一定要将智能化变电站的建设逐步完善，从而为电网智能化的发展打下扎实基础。

参考文献：

[1]山东电力工程咨询院有限公司.110kV黄屯智能变电站工程初步设计[R].2010.

作者简介：石磊（1986-），男，河南新郑人，本科，电气工程师，研究方向：城市轨道交通供电系统建设、110kv变电站建设。