110kV智能變電站電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析

郭文奇 范捷生

（國網(wǎng)甘肅省電力公司隴南供電公司，甘肅 隴南 742500）

智能變電站科學(xué)合理地運(yùn)用了現(xiàn)代化智能設(shè)備，使變電站擁有數(shù)字化信息、網(wǎng)絡(luò)化通信平臺(tái)以及標(biāo)準(zhǔn)化的信息共享等功能，并且對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)控制、測(cè)量與自動(dòng)保護(hù)等。緊密結(jié)合實(shí)際需求，對(duì)輸配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線控制，以使變電站可以真正實(shí)現(xiàn)與周圍其它變電站的交流與互動(dòng)。

一、關(guān)于110kV智能變電站特點(diǎn)

智能變電站的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化，主要包含電流互感器、合并單元、智能終端和組件、監(jiān)控設(shè)備等；實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，這主要是指將整個(gè)變電站的設(shè)備分為3個(gè)等級(jí)層，分別為站控層、間隔層以及過程層，與此同時(shí)，整個(gè)變電站都執(zhí)行的是IEC61850規(guī)約，不同廠家的設(shè)備都在此規(guī)約下兼容運(yùn)行；其中，站控層使用的是MMS網(wǎng)絡(luò)，而間隔層和過程層都使用的是GOOSE網(wǎng)絡(luò)與SMV網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互不干擾，相互獨(dú)立；變電站的信息數(shù)字化；可以共享信息；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行與控制；保護(hù)設(shè)備全部采用直接采樣直接跳閘的模式，不走SMV和GOOSE網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用的互動(dòng)性等。通過上述這些特點(diǎn)的描述，整個(gè)變電站的信息朝著數(shù)字化與標(biāo)準(zhǔn)化的方向快速發(fā)展。

二、110kV智能變電站電氣設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)

（一）110kV智能變電站過程層電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

一般情況下，在進(jìn)行110kV智能變電站過程層電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過程中，要充分的考慮到過程層的主要功能。通過過程層的電氣設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：檢測(cè)電力運(yùn)行過程中的實(shí)時(shí)電氣量；檢測(cè)110kV智能變電站運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)；接受和執(zhí)行站控層和間隔層設(shè)備發(fā)送的各種操作命令。

（二）110kV智能變電站間隔層電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行110kV智能變電站間隔層電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮到間隔層作用的發(fā)揮。通過間隔層的電氣設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：第一，對(duì)過程層傳來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總處理；第二，通過間隔層計(jì)算分析決策，可以有效的保證智能變電站內(nèi)部的一次設(shè)備的安全運(yùn)行；可以有效保證智能變電站內(nèi)部各種電氣設(shè)備的控制；第三，可以有效監(jiān)控好智能變電站內(nèi)部各種電器設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。

（三）110kV智能變電站站控層電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行110kV智能變電站站控層電氣設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮到電氣設(shè)計(jì)對(duì)控制電氣設(shè)施的保護(hù)作用，同時(shí)還能進(jìn)行同步采集和電能量的采集等功能。站控層具有高度集成的功能，可以在多頭計(jì)算機(jī)裝置中實(shí)現(xiàn)分布功能。通過站控層的電氣設(shè)計(jì)，可以發(fā)揮以下幾個(gè)方面的效果：第一，通過A/B兩套高速網(wǎng)絡(luò)將站控層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，從而不斷對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新。第二，有效保證智能變電站中的各種電氣數(shù)據(jù)信息可以及時(shí)有效傳輸?shù)较鄳?yīng)的后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備上。第三，要充分考慮到對(duì)于智能變電站中的各種電氣設(shè)施的安全保護(hù)功能，進(jìn)而通過110kV智能變電站站控層電氣設(shè)計(jì)，滿足電氣設(shè)施的自動(dòng)保護(hù)設(shè)置需要。

三、針對(duì)110kV智能變電站的電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)分析

（一）信號(hào)整理要點(diǎn)

在110kV智能變電站中，電氣設(shè)計(jì)人員要做好信號(hào)整理工作，結(jié)合110kV線路的運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)過程層光纖通道進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，采取合理的保護(hù)措施，從根本上提升電力資源的利用率。110kV智能變電站中的電氣設(shè)計(jì)人員在互感器一般采用常規(guī)電磁式互感器并在就地安裝合并單元，轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，縮短二次采樣的電纜長度，減少開關(guān)場(chǎng)一次設(shè)備對(duì)二次采樣的干擾，有效提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行速度。保護(hù)裝置和合并單元、智能終端采用光纖直連直接采樣直接跳閘的工作方式，測(cè)控裝置、自動(dòng)化設(shè)備采樣網(wǎng)絡(luò)跳閘的工作方式，保護(hù)由于110kV智能變電站的建設(shè)規(guī)模相比常規(guī)綜自站二次設(shè)備規(guī)模比較大，電氣設(shè)計(jì)人員要結(jié)合A/D系統(tǒng)的運(yùn)行情況，在一次設(shè)備就地接入合并單元和智能終端，不斷提升信號(hào)的準(zhǔn)確性。

（二）運(yùn)行管理要點(diǎn)

按照電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度管理的要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化的分級(jí)管理，變電站內(nèi)的主變壓器、110kV母線、10kV無功補(bǔ)償?shù)仍谶M(jìn)行調(diào)度的時(shí)候，可以采用遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)配置的方案，結(jié)合智能變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)行信息的統(tǒng)一采集和分析，通信工作站負(fù)責(zé)總調(diào)度中心的遠(yuǎn)動(dòng)信息，采用非PC結(jié)構(gòu)，雙套配置，實(shí)現(xiàn)智能變電站的遠(yuǎn)動(dòng)功能，滿足電網(wǎng)調(diào)度中可靠性的要求，實(shí)現(xiàn)無人值守的監(jiān)控中心的傳輸需求：采用開放式分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由站控層、間隔層以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成，規(guī)模性配置站控層的設(shè)備，按照工程實(shí)際規(guī)模配置間隔層；變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一組網(wǎng)。

（三）信息安全問題要點(diǎn)

為了保證信息安全，保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的可靠運(yùn)行，進(jìn)行主控室的接地布置的時(shí)候，在電纜溝和屏柜下層的電纜室內(nèi)，設(shè)置專用接地銅排，首末端進(jìn)行了連接，形成了二次設(shè)備室的內(nèi)等電位接地網(wǎng)的布設(shè)，設(shè)置了靜態(tài)保護(hù)，為了防止設(shè)備遭受雷電的襲擊，分別設(shè)置了防雷設(shè)備，例如在電源輸入線上，進(jìn)行了浪涌和雷電過電壓的設(shè)計(jì)，電源防雷器設(shè)置在了裝置的交流和直流電源的入口點(diǎn)的位置。為了使保護(hù)裝置不受外界電磁的干擾，間隔層和站控層之間的連接、通訊接口之間的連接均使用多模光纖傳輸數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)物理隔離，以提高微機(jī)保護(hù)、抗電磁干擾和防護(hù)等級(jí)。

結(jié)束語：

總而言之，在我國110kV智能變電站工程建設(shè)過程中，以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的110kV智能變電站還處于初級(jí)階段，很多技術(shù)還沒有突破。為了保障110kV智能變電站的正常運(yùn)行，不僅要加強(qiáng)設(shè)備的，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)管理。在110kV智能變電站運(yùn)行中，需要加強(qiáng)對(duì)工作人員的安全管理，加強(qiáng)人為的管理力度，從而不斷提高110kV智能變電站安全運(yùn)行管理的有效性。