220 kV变电站智能化改造方案探析

杜宏滨

(特变电工沈阳电力勘测设计有限公司，沈阳 110025)

220 kV变电站智能化改造方案探析

杜宏滨

(特变电工沈阳电力勘测设计有限公司，沈阳 110025)

根据日常工作中积累的经验，详细解析220 kV变电站改造成智能化变电站的原则，主要从三大方面展开：一次设备的智能改造，二次微机保护的升级改造及三次通信系统的网络化改造。就220 kV变电站的具体情况对智能化改造方案提出建议，并阐述在实际操作过程中所产生的效果。通过对220 kV变电站智能化改造方案的深入研究，有利于推进传统变电站向智能化的改造。

220 kV变电站；智能化改造；微机保护；一次设备

随着电力系统的不断改革与深化，在技术和设备方面也在不断地进步和革新。就目前情况来看，一次开关的少油化阶段与电磁式保护阶段还应用在许多220 kV的变电站中。它存在的缺点是，给电力单位带来了很高的成本费用，同时，在加油的过程中，也不利于电网系统的安全可靠运行。和传统的变电站相比，智能变电站是更加先进可靠、低碳环保的一种机器设备，其特点有很多，例如拥有一次设备智能化、二次设备网络化以及管理系统自动化等。智能变电站是促进电网发展的根本，它可以降低变电站的维护成本，能在资源配置方面达到最优化，使电网能够更好的运行。

1 220 kV变电站智能化改造的原则

在改良220 kV变电站使其具有智能化的过程中，要提前了解及掌握各种各样的新技能及全新的机器设备。为了防止其运行中所带来的危机，在实际操作过程中，智能变电站要把传统变电站的自动化技术和继电保护技术都移植过来，在运用各种各样的新技能和新的机器设备之前，一定要做好措施上的保证，使其安全可靠地运行。

如果要达到集性能、消息和资源一体化的目标，使其设备最优化，一定要确保不对机器设备进行重复设置。如果要将传统的电磁式互感器在实际操作中完全被替换掉，一定要宣传使用新型机器设备的益处，例如电子互感器，等等。

要具体问题具体分析，在设计出正确科学的改造方案时，要以改造操作当时的具体情况为依据，以循序渐进的思路实行试点，以中低压到高压循序试点的方式为措施，有计划有策略的进行，这不仅有利于在出现问题时能够及时进行风险控制，还能保证其变电站在以后的运行中能够更安全、更稳定、更高效。

要采用智能单元的机器设备，使其达到数字化的效果。对于二次网络来说，要根据可靠性原则对其进行改造，要合理的运用通信方式，还要进行数据备份。

2 220 kV变电站智能化改造的方案及详细规则

2.1 介绍改造工程

根据某220 kV变电站情况，举例说明智能化改造的详细过程。在这个220 kV变电站，有两台12万kVA主变，它们具有三个电压等级，分别为220 kV、110 kV、35 kV。220 kV在运行中有3条线路、110 kV在运行中有6条线路、35 kV在运行中有4条线路，它们大约有10亿 kW·H的年转供电量。在进行改革操作中，其机器设备状况见表1。

表1 改造工程的设备状况Tab.1 Renovation project equipment status

2.2 220 kV变电站智能化改造的实施及详细规则

2.2.1 一次设备智能化改造的实施及详细规则

为了降低其模拟量传送的次数，一定要保证其数字化(输入信号的电流互感器和电压互感器)。在实际操作过程中，220 kV变电站部分选取了三个互感器，分别为西开生产的电子式电压互感器、电子式电流电压互感器与电子式电流互感器，对110 kV和35 kV的选取，部分采用了3个互感器，分别为电子式电流互感器、GIS用的电子式电压互感器以及电子式电流电压互感器。传统变电站采用的电磁式互感器+现场端子箱被智能化变电站采用的电子式互感器+合并单元组件所替换。运行中的电子式互感器和合并单元组件无论发生什么问题，都不会造成误动或者拒动的危险举措，见表2。

表2 电子式互感器和合并单元详细的配置方案Tab.2 Detailed configuration scheme of electronic transformers and merging unit

PSSC600系列智能组件的运用：它是由国电南自所推送出来的，为了确保高压设备数字化测量、达到可视化的状态、功能实现一体化的程度，其系统特别充分利用了IEC61850标准模型和机器设备模块的组态化框架。

2.2.2 二次微机保护智能化改造的实施及详细规则

检测控制与保护装置分开进行配置是很多220 kV在主变部分的操作运用，对于110 kV和35 kV，仍然是把监测监控和保护装置整体配置的部分功能作为其主变部分的操作运用。

2.2.3 通信系统网络化改造的实施及详细规则

设置10个智能控制板在220 kV上，设置13个智能控制板在110 kV上，设置11个智能控制板在35 kV上，智能组件柜统一设置在主变本体上。为了让智能控制柜和设备本身的光纤网线架，还有间隔层的光纤配线架相互连接，应该在智能控制柜中设置一个光纤配线架。在智能控制柜设置航空插口模式的过程中，要考虑到如何能让设备本身和智能控制柜都插接在航空插头里面。现场设备的数据流量，还有运行资金的情况都与网络通信速率有关，所以，一定要慎重选择，交换以太网以100/1 000 M为标准。在此过程中，过程层通过网络采取了四种方案，它们分别是面向间隔方案、功能方案、位置方案以及单一总线方案，这四种方案的很多要求都是以IEC61850作为参照标准。

3 结语

通过对智能化变电站与传统的220 kV变电站的比较，智能化变电站不仅在一定程度上提高了通信系统的整体功能，还提高了测量保护系统的工作效率，确保了其精度的准确性。一方面，对于变电站安全可靠有效的运行起到了很好的促进作用；另一方面，大大降低了工作人员的工作强度。所以，将传统变电站改造成智能化变电站是具有特别重要意义的。

[1] 周宪，孙二双，简学军，等. 数字化变电站光电式TA极性测试方法研究[C]//云南电力技术论坛论文集，2007.

[2] 赵莹. 智能变电站技术研究综述[C]//战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集，2011.

[3] 孙德强，郑军卫，贾俊松，等. 低碳经济视角下智能电网与新能源综合利用[C]//第十二届中国管理科学学术年会论文集，2010.

[4] 张明明，段卫国. 浅析如何提高计量数据的数据质量[C]//2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集，2013.

[5] 韩海韵，杜科，王刚.基于自动控制理论的电力系统信息分类及评估方法[C]//2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集，2013.

Analysisonintelligenttransformationschemeof220kVsubstation

DU Hong-bin

(TBEA Shenyang Electric Power Survey and Design Co. Ltd., Shenyang 110025, China)

Based on accumulated experience in daily work, the principle of transforming 220kV substations into intelligent substations is analyzed in detail. The three aspects are as follows: intelligent transformation of primary equipment, upgrading and rebuilding of secondary microcomputer protection and networking transformation of three communication systems. The recommendations of intelligent transformation programs were proposed, and the resulting effect in actual operation was elaborated. The in-depth study of 220kV substation intelligent transformation program is conducive to promoting the transformation of traditional substation to intelligence.

220 kV substation; Intelligent transformation; Microcomputer protection; Primary equipment

TM76

B

1674-8646(2017)24-0072-02

2017-10-25

杜宏滨(1983-)，男，本科。