110kV智能變電站設計實例

多健 等

摘要：以XX 110kV變電站設計方案為實例，探討智能變電站與常規(guī)變電站的區(qū)別，具體分析智能變電站的配置方案，為后續(xù)智能變電站設計提供參考。

關鍵詞：智能變電站 設計 配置方案

1 智能變電站的設計實例

XX 110kV變電站是較早投入運行的智能變電站，其二次回路、組網(wǎng)方式、設備型式、在線檢測與傳統(tǒng)的綜自變電站都有較大差異。

1.1 小廟智能變電站概述及方案綜述 規(guī)模：XX 110kV變電站規(guī)劃為終端站，電壓等級為110/10kV。110kV采用擴大內橋接線，10kV終期采用單母線四分段接線。最終規(guī)模安裝3臺50MVA變壓器，110kV出線2回，10kV出線30回，每臺主變10kV側安裝二組6Mvar電容器。

XX站智能化方案整體思路：

本站過程層保留常規(guī)電磁式電流互感器、電壓互感器，通過合并單元就地把傳統(tǒng)互感器的模擬量轉化為數(shù)字信號傳輸給保護測控裝置及其他智能電子設備；通過配置智能終端實現(xiàn)開關智能化，開關位置和跳合閘信息可以實現(xiàn)GOOSE傳輸；而間隔層和站控層間的IEC61850網(wǎng)絡規(guī)約為智能電氣設備之間的信息共享和互操作提供了條件。

XX站智能化的體現(xiàn)方式：①IEC61850通信規(guī)約的應用；②二次設備的網(wǎng)絡化；③智能開關的應用。

全站統(tǒng)一采用IRIG-B碼對時，對時精度可達到微秒級。

XX站110kV側的配置思路：①110kV側采用常規(guī)電磁式電流互感器、電壓互感器，通過合并單元轉化為數(shù)字信號，再將采樣值信息以IEC61850點對點傳輸給各保護測控等間隔層設備。②智能開關采用“RCS-9821智能控制單元+智能匯控柜”，實現(xiàn)了開關設備的智能化和過程層智能化。③GOOSE信息通過GOOSE光纖雙網(wǎng)實現(xiàn)，GOOSE組網(wǎng)跳閘；④110kV出線間隔、橋間隔智能終端和合并單元雙重化配置（對應主變雙重化的主后一體化保護）。

XX站10kV側的配置思路：①10kV側采用常規(guī)電磁式電流互感器，經(jīng)低壓保護、測控、合并單元、智能終端多合一智能裝置接入常規(guī)模擬量并轉化成數(shù)字信號供保護、測控使用，或傳輸給數(shù)字化計量裝置等；②10kV PT間隔采用常規(guī)電磁式電壓互感器，經(jīng)電壓并列裝置后把模擬量接入各間隔的多合一智能裝置供保護、測控使用；③低壓PCS系列保護測控裝置就地安裝于10kV開關柜中，就地操作開關實現(xiàn)開關智能化控制。④主變10kV側間隔的智能終端裝置雙重化配置（對應主變雙重化的主后一體化保護），其余間隔單套配置。

XX站主變的配置：①每臺主變配雙重化的主變一體化保護裝置；②主變智能單元、非電量保護及主變本體測控整合下放到主變旁的戶外柜，非電量遵循國網(wǎng)要求直采直跳。③主變中性點電流互感器采用常規(guī)互感器，二次模擬信號接入合并單元，轉化為數(shù)字信號。合并單元可就地放置于戶外密封箱中。

1.2 方案介紹和配置 本站系統(tǒng)結構：系統(tǒng)由站控層、間隔層和過程層三部分組成。站控層包括監(jiān)控主機、圖形通信網(wǎng)關機、操作員工作站、遠動主機、數(shù)據(jù)服務器等。間隔層設備包括保護裝置、測控裝置以及其他智能設備。過程層設備包括互感器、合并單元和智能單元等。

本站整體方案：站控層和間隔層通信方式采用基于IEC61850協(xié)議的雙以太網(wǎng)連接。過程層與間隔層網(wǎng)絡化，智能終端與間隔層間通信采用GOOSE組網(wǎng)方式傳輸，過程層合并單元至間隔層采用IEC61850。

過程層互感器的配置：110kV配常規(guī)電磁式互感器，通過合并單元完成模擬量到數(shù)字量的轉化。

合并單元配置示意圖如下圖：

1.2.1 主變配置方案。主變采用雙主雙后的高配置，非電量保護及主變本體測控整合下方主變旁的戶外柜。非電量遵循國網(wǎng)要求直采直跳。

每臺主變配置兩臺RCS-978雙主雙后保護，主變高壓側配置智能單元RCS-222，下放至就地戶外柜；

主變本體配置一臺智能單元RCS-222T（涵蓋非電量和本體測控功能），下放至主變旁的戶外柜。

主變低壓側智能單元RCS-9611S可提供：

本間隔的測控功能和操作回路，可以接收GOOSE網(wǎng)絡的跳合閘命令實現(xiàn)就地低壓側開關分合。

主變配置示意圖如圖2：

1.2.2 10kV側配置。主變10kV側的常規(guī)互感器信號經(jīng)多合一裝置轉化成數(shù)字信號，送至主變保護裝置RCS-978。其他間隔常規(guī)互感器模擬量信號經(jīng)轉化成數(shù)字信號后供安裝在本間隔開關柜上的中低壓保護測控裝置使用。

10kVPT柜中安裝RCS-9663DII，且具有電壓并列功能。

中低壓RCS-9600系列保護、測控、合并單元、智能終端多合一裝置就地安裝在開關柜。

1.2.3 GOOSE網(wǎng)絡的配置。推薦采用GOOSE星型結構，避免采用環(huán)網(wǎng)可能產生網(wǎng)絡風暴的問題。見圖3，推薦過程層GOOSE網(wǎng)絡組兩個獨立單網(wǎng)。

2 結束語

目前，XX變電站已處于運行階段，筆者詳細分析了小廟變電站的設計方案，對配置方案進行了介紹。總體而言，110kV XX變電站的設計方案達到了運行要求，為今后智能變電站的構建提供了參考。

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[3]劉嬌，劉斯佳，王剛.智能變電站建設方案的研究[J].華東電力，2010，38（7）：0974-0977.

作者簡介：多健（1983-），女，河北阜城縣人，工作于廊坊供電公司，本科學歷，工程師職稱，主要從事電力系統(tǒng)二次設計工作；楊淑秋（1964-），女，天津靜?？h人，工作于廊坊供電公司，本科學歷，高級工程師職稱，主要從事電力系統(tǒng)二次設計工作。