智能變電站在線監(jiān)測探討

[摘 要]本文按照《110kV～220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，在設(shè)計(jì)中采用了電子互感器和合并單元及智能組件，根據(jù)待設(shè)計(jì)變電站的實(shí)際情況和短路計(jì)算結(jié)果，分析比較了不同方案的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了合理的選型，在此基礎(chǔ)上，對(duì)一次設(shè)備的在線監(jiān)測進(jìn)行了進(jìn)一步的探討。

[關(guān)鍵詞]電子互感器；在線監(jiān)測；傳感器

中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0094-01

1 課題意義和要求

在對(duì)智能變電站的發(fā)展歷程以及現(xiàn)狀有了一定程度上的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，了解到智能變電站較之傳統(tǒng)變電站的優(yōu)勢，然后對(duì)待設(shè)計(jì)變電站的相關(guān)原始資料進(jìn)行分析，對(duì)如何設(shè)計(jì)這個(gè)智能變電站有了具體的思路，最后按照智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范《110kV～220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》里面相關(guān)的設(shè)計(jì)原則對(duì)變電站各個(gè)部分系統(tǒng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)、合理、智能化選型。

其中主要的內(nèi)容是：對(duì)變壓器進(jìn)行選型，因?yàn)橛凶儔浩髦悄芑夹g(shù)，所以在設(shè)計(jì)中在變壓器部分加入了智能化組件；對(duì)電氣主接線的不同方案進(jìn)行分析，比較其優(yōu)劣，最終選取一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方案；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，其結(jié)果是下步電氣設(shè)備選擇的依據(jù)；對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行選擇，主要是斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、高壓熔斷器、消弧線圈等。其中斷路器、互感器可以選擇智能化設(shè)計(jì)，并可以在系統(tǒng)中加入合并單元。

2 本變電站站用變壓器的選擇

變電站的站用電是變電站的重要負(fù)荷，因此，在站用電設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照運(yùn)行可靠、檢修和維護(hù)方便的要求，考慮變電站發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設(shè)引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)，保證變電站安全，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

一般變電站裝設(shè)一臺(tái)站用變壓器，對(duì)于樞紐變電站、裝有兩臺(tái)以上主變壓器的變電站中應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)容量相等的站用變壓器，互為備用，如果能從變電站外引入一個(gè)可靠的低壓備用電源時(shí)，也可裝設(shè)一臺(tái)站用變壓器。根據(jù)如上規(guī)定，本變電站選用兩臺(tái)容量相等的站用變壓器。

站用變壓器的容量應(yīng)按站用負(fù)荷選擇：

S=照明負(fù)荷+其余負(fù)荷×0.85（kVA）

站用變壓器的容量：Se≥S=0.85∑P十P照明（kVA）

根據(jù)任務(wù)書給出的站用負(fù)荷計(jì)算：

S=5.2+ 4.5+（20+4.5+0.15×32+2.7+15+1+4.5×2+1.5）×0.85

=49.725 （kVA）

考慮一定的站用負(fù)荷增長裕度，站用變10kV側(cè)選擇兩臺(tái)SL7—125/10型號(hào)配電變壓器，互為備用。根據(jù)容量選擇站用電變壓器如下：

型號(hào)：SL7-125/10；

容量為：125（kVA）

連接組別號(hào)：Yn，yn0

調(diào)壓范圍為：±5%

阻抗電壓為（%）：4

3 變壓器智能化

變壓器智能組件包括測量、控制和在線監(jiān)測等基本功能。某些工程還包括同間隔電子互感器合并單元、測控、保護(hù)等拓展功能。

變壓器智能測控裝置通過IEC61850通訊規(guī)約方便接入數(shù)字化變電站的站控層（過程層），實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)數(shù)據(jù)共享和互操作功能。變壓器智能測控裝置就地戶外安裝，采用IP55防護(hù)等級(jí)。智能控制裝置就近安裝在變壓器附近，方便現(xiàn)場各種傳感器的電纜連接。現(xiàn)場傳感器通過4～20mA、串口或空節(jié)點(diǎn)等方式接入變壓器智能測控裝置[10]。智能化示意圖如圖3-1所示。

根據(jù)《110～220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》有：

1、110（66）kV智能終端宜單套配置；

2、 35kV 及以下（主變間隔除外）若采用戶內(nèi)開關(guān)柜保護(hù)測控下放布置時(shí)，

可不配置智能終端；若采用戶外敞開式配電裝置保護(hù)測控集中布置時(shí)，宜配置單套智能終端；

3、 主變高中低壓側(cè)智能終端宜冗余配置、主變本體智能終端宜單套配置；

4、 智能終端宜分散布置于配電裝置場地。（圖1）

4 合并單元的選擇

合并單元是用以對(duì)來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間相干組合的物理單元。其主要功能是通過一臺(tái)合并單元（MU），匯集/或合并多個(gè)電子式互感器的數(shù)據(jù)，取得電力系統(tǒng)電流和電壓瞬時(shí)值，并以確定的數(shù)據(jù)品質(zhì)傳輸?shù)奖Ｗo(hù)/測控裝置；其每個(gè)數(shù)據(jù)通道可以承載一臺(tái)和/或多臺(tái)ECT和/或EVT的采樣值數(shù)據(jù)。

合并單元可以是現(xiàn)場互感器的一個(gè)組件，也可以是一個(gè)獨(dú)立單元。

根據(jù)《110kV～220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，智能變電站對(duì)其的總體要求是：合并單元伴隨電子式互感器的產(chǎn)生而產(chǎn)生，伴隨智能變電站的應(yīng)用而得到推廣應(yīng)用。其內(nèi)部工作邏輯相對(duì)固定，但可靠性、實(shí)時(shí)性、一致性要求極高，其重要度應(yīng)與繼電保護(hù)裝置相當(dāng)。（圖2）

參考文獻(xiàn)

[1] 龐紅梅，李淮海，張志鑫，周海雁.110kV智能變電站技術(shù)研究狀況[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010.38（6）

[2] 李瑞生，李燕斌，周逢權(quán).智能變電站功能架構(gòu)及設(shè)計(jì)原則[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010.38（21）

[3] GB/T 17468-1998，電力變壓器選用導(dǎo)則[S].

[4] 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國電力出版社，2008.08.

[5] 陳慈萱.電氣工程基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，2003.09.

作者簡介：

王晨，男，1979年6月生，畢業(yè)于長沙電力學(xué)院，太原供電公司，山西太原，030001。