110 kV標準配送式智能變電站二次設(shè)備優(yōu)化方案

王鑫，焦新敬，劉嘯宇，劉躍文

（1.山東電力調(diào)度控制中心，濟南250001；2.國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司，山東萊蕪271100）

110 kV標準配送式智能變電站二次設(shè)備優(yōu)化方案

王鑫1，焦新敬2，劉嘯宇2，劉躍文2

（1.山東電力調(diào)度控制中心，濟南250001；2.國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司，山東萊蕪271100）

對110 kV標準配送式智能變電站二次設(shè)備的組合優(yōu)化進行了分析與研究，給出二次設(shè)備室兩種選擇模式，論述保護測控裝置的集成優(yōu)化及配置方案，并對預(yù)制線纜在標準配送式智能變電站建設(shè)中的應(yīng)用進行了總結(jié)。

標準配送；智能變電站；預(yù)制倉；二次組合設(shè)備；站域保護；預(yù)制線纜

0　引言

在現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展過程中，各國結(jié)合其電力工業(yè)發(fā)展的具體情況，形成了各自的發(fā)展方向和技術(shù)路線，也反映出各國對未來電網(wǎng)發(fā)展模式的不同理解。近年來，隨著各種先進技術(shù)在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，智能化已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，發(fā)展智能電網(wǎng)已在世界范圍內(nèi)形成共識［1］。

智能變電站作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，是電網(wǎng)最為重要的運行參量采集點、管控執(zhí)行點和未來智能電網(wǎng)的支撐點，其發(fā)展建設(shè)的水平將直接影響到我國智能電網(wǎng)建設(shè)的整體發(fā)展水平［2］。智能變電站的總體水平不僅僅局限于新設(shè)備、新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，與智能化發(fā)展相對應(yīng)的建設(shè)模式也是決定智能變電站發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)模式與新技術(shù)、新設(shè)備的協(xié)調(diào)發(fā)展是智能變電站全面發(fā)展的關(guān)鍵［3］。

1　標準配送式智能變電站

標準配送式智能變電站是新一代智能變電站建設(shè)模式，是智能變電站發(fā)展的方向。通過“標準化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建設(shè)”等一系列全新建設(shè)理念，進一步深化了智能變電站標準化建設(shè)，這種建設(shè)模式不僅有利于提高變電站建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)效率，同時也能有效地節(jié)約建設(shè)用電，降低全壽命周期成本，從整體上提升能變電站技術(shù)水平，推動智能電網(wǎng)綠色、健康發(fā)展。

2　二次設(shè)備室優(yōu)化及布置方案

在標準配送式智能變電站建設(shè)中，二次設(shè)備室的設(shè)置主要有兩種模式：采用傳統(tǒng)的二次設(shè)備室和采用預(yù)制式二次組合設(shè)備倉。

預(yù)制倉式二次組合設(shè)備主要由3大部分組成，即預(yù)制式二次組合設(shè)備倉、艙體輔助設(shè)施、二次設(shè)備屏柜。預(yù)制倉式二次組合設(shè)備在工廠內(nèi)完成相關(guān)配線、調(diào)試工作，出廠后作為一個整體運輸至現(xiàn)場。

采用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備，可實現(xiàn)整套二次設(shè)備由廠家集成，實現(xiàn)工廠化加工，減少現(xiàn)場二次接線，減少設(shè)計、施工、調(diào)試工作量，簡化檢修維護工作，縮短建設(shè)周期。其標準化設(shè)計、模塊化組合、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工，使變電站建設(shè)走向科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、精細化建造的道路。

對于全戶外變電站，二次設(shè)備室適合采用預(yù)制式二次組合設(shè)備倉，而對于戶內(nèi)和半戶內(nèi)變電站適合沿用傳統(tǒng)的二次設(shè)備室，室內(nèi)保護測控屏柜采用一體化設(shè)計，模塊化安裝。

二次設(shè)備室內(nèi)根據(jù)二次設(shè)備各自不同的功能，將其劃分為多個模塊。采用一體化底座，完成屏柜固定以及預(yù)制電纜、預(yù)制光纜的敷設(shè)。通過屏間側(cè)壁開孔，完成模塊間內(nèi)部走線。以模塊為單位，工廠化集成組裝，減少現(xiàn)場安裝接線，提高建設(shè)效率。

3　保護測控裝置集成優(yōu)化方案

GIS智能控制柜內(nèi)實現(xiàn)合并單元、智能終端集成，與斷路器本體控制回路一體化設(shè)計，取消操作箱控制回路，保留機構(gòu)回路，同時利用軟件邏輯替代傳統(tǒng)硬接線邏輯以及利用智能終端和GOOSE網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息共享與跨間隔通信，簡化GIS回路，優(yōu)化操作開關(guān)。

110 kV進線間隔采用保護、測控、計量一體化裝置，就地下放到GIS智能控制柜內(nèi)。

主變間隔保護按主、后分開單套配置，后備保護采用大后備，集成測控、計量功能，每套后備保護均能實現(xiàn)主變?nèi)齻?cè)后備、測控以及計量功能；將非電量保護、冷卻器控制、有載調(diào)壓控制、狀態(tài)監(jiān)測等功能集成在主變本體智能終端。

35 kV、10 kV保護測控裝置集保護功能、測控功能、非關(guān)口計量功能、合并單元功能、智能終端功能于一體，裝置除實現(xiàn)就地級保護測控功能外，還作為站域保護的信息采集與執(zhí)行終端。

35 kV、10 kV開關(guān)柜采用斷路器機構(gòu)與二次保護裝置一體化設(shè)計，取消柜內(nèi)端子排。

4　站域保護實現(xiàn)保護冗余配置

在以往的智能變電站保護配置方案中，保護大多采用分散式保護，這種保護配置模式利用的信息有限，要求多臺裝置相互配合，主保護的保護范圍受限，同時存在保護死區(qū)。因此，可在標準配送式智能變電站站域保護控制裝置，站域保護控制裝置面向?qū)ο鬄檎麄€變電站，完成站內(nèi)單套配置保護的功能冗余、站內(nèi)保護的功能優(yōu)化和站域安全自動控制等功能。保護功能配置靈活，可通過配置工具實現(xiàn)保護功能的選配，滿足個性化需求。

對于110 kV智能變電站110 kV備用電源自投裝置、低頻低壓減載可不單獨配置，由站域保護控制裝置實現(xiàn)，站域保護的配置，實現(xiàn)了保護拓撲結(jié)構(gòu)的升級，優(yōu)化了二次保護控制裝置配置方案。

5　預(yù)制線纜即插即用技術(shù)

在標準配送式智能變電站中采用預(yù)制線纜，一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間的連接實現(xiàn)即插即用，實現(xiàn)快捷、標準的連接方式，減少現(xiàn)場接線工作量，提高可靠性。

一次設(shè)備本體到就地智能控制柜以及電源線采用統(tǒng)一標準的預(yù)制電纜，代替原有控制電纜連接，實現(xiàn)了一、二次設(shè)備的模塊化連接。

二次設(shè)備之間的連接采用預(yù)制光纜：二次設(shè)備柜內(nèi)二次裝置間連接宜采用尾纖；二次設(shè)備屏柜間連接宜采用尾纜或軟裝光纜；跨房間、跨場地屏柜間二次設(shè)備連接宜采用無金屬、阻燃、多芯室外預(yù)制光纜。預(yù)制線纜抗干擾能力強，屏蔽性能良好；現(xiàn)場容易操作，施工方便，節(jié)省空間。

6　結(jié)語

標準配送式智能變電站建設(shè)深化、完善、提升變電站建設(shè)模式，在此基礎(chǔ)上進行二次設(shè)備優(yōu)化，簡化電氣一、二次接線，實現(xiàn)標準化連接，能進一步深化標準化建設(shè)，從整體上提升智能變電站技術(shù)水平，對智能電網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生重要的推動作用。

［1］陳樹勇，宋書芳，李蘭欣，等.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（8）：1-7.

［2］季陽，艾芋，解大．分布式發(fā)電技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)的協(xié)同發(fā)展趨勢［J］．電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（12）：15-23.

［3］?？担Ψ?，楊衛(wèi)東.中國智能電網(wǎng)基本特征及其技術(shù)發(fā)展評述［J］.電力系統(tǒng)自動化，2009，33（17）：10-15.

［4］鄭宏．談國外智能電網(wǎng)研究對建設(shè)中國智能電網(wǎng)的影響［J］．高科技與產(chǎn)業(yè)化，2009（10）：53-54.

［5］劉碩，單增禮．淺談智能電網(wǎng)及其在中國的發(fā)展前景［J］．科教導(dǎo)刊，2009（24）：146-147.

王鑫（1987），主要從事電網(wǎng)運行分析技術(shù)研究；

焦新敬（1983），工程師，主要從電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計；

劉嘯宇（1986），主要從事電網(wǎng)運行分析技術(shù)研究；

劉躍文（1986），主要從事電網(wǎng)運行分析技術(shù)研究。

Optimization of Secondary Equipment Distribution in 110 kV Standard Smart Substation

WANG Xin1，JIAO Xinjing2，LIU Xiaoyu2，LIU Yuewen2
（1.Shandong electric power dispatching&control center，Jinan 250001，China；2.State grid Laiwu power supply company，Laiwu 271100，China）

The combinatorial optimization of secondary equipment in the standard 110 kV distribution type intelligent substation is analyzed，two models are given for the secondary equipment room，the integrated optimization and configuration scheme of the protective device are discussed，and the application of prefabricated cable in the standard substation construction is summarized.

standard distribution；intelligent substation；prefabricated warehouse；secondary combination device；station domain protection；prefabricated cable

TM63

B

1007－9904（2015）10－0070－02

2015-06-30