110kv智能变电站设计与建设的研究

'llOkv智能变电站设计与建设的研究（上海市电力公司金山供电公司200540）摘要：智能变电站作为智能电网电力保护系统至关重要的载体，是变电站发展的必然趋势，可以极大地实现对电网的智能调节、动态分析以及实时控制。随着社会用电需求的不断增加，人们对智能变电站的设计要求也日益提高。如何优化智能变电站设计和加强智能变电站建设，提高电力系统的安全性、稳定性以及可靠性，成为电力企业和电力工作者要思考和探索的一项重要课题。木文从能变电站的主要优势入手，分析了llOkv智能变电站设计与建设的技术要点，探讨了110KV智能变电站设计和建设的实现方式，以供参考。关键词：llOkv智能变电站；设计；建设随着社会经济的快速发展以及科学技术的不断进步，电力系统逐渐向智能化方向迈步，智能变电站取代传统变电站成为变电站发展的必然趋势。相对于传统的变电站而言，智能化变电站融集成、安全、环保、信息、自动化为一体,能够有效实现对电力系统网络运行进行自动控制、智能调节、动态分析、测量采集以及自我保护。当前，智能变电站在我国电网发展中有了广阔的应用空间，如何优化智能变电站设计和加强智能变电站建设，提高电力系统的安全性、稳定性以及可靠性，成为电成为电力企业和电力工作者要思考和探索的一项重要课题。一、智能变电站的主要功能优势智能变电站是指科学合理运用现代智能化一次设备和网络化二次设备,遵循IEC61850标准，将电力系统中的运行量转换成数字信号，从而实现变电站信息共享标准化、信息传递网络化以及信息资源数字化。并根据实际需要，结合以太网数据采集以及传输系统，对电力网络运行和输配电网进行自动控制、智能调节、动态分析、测量采集、在线决策以及实时保护，提高电力系统的安全性、 稳定性以及可靠性。与传统变电站相比，智能变电站具有以下功能优势：首先，体现在数据采集的数字化上。智能变电站融合了智能化一次设备、网络化二次设备和自动化通信运行设备，可以实现不同电力设备之间的无缝对接，增强其安全性和可靠性，借助光电式互感器，可以实现艽数据信息采集的集成化和数字化，从而提高测量的精确度。其次，体现在系统分层的分布化上。智能变电站以分布式分层系统为主，配备相对应的分布装置，支持CPU模式，具冇独立的数据处理能力。再次，体现在信息网络的交互性上。要想实现智能变电站电力数据信息的数字化和自动化系统传输，在进行数据传输的过程中，必须确保数据信息在每个分布式分层系统中满足智能化传输要求，同时，还必须与智能化传感器装置进行有效的信息交互，只奋这样，才能奋效交换和充分应用变电站内部信息通讯，进而真正实现与周围变电站的交流互动。二、110KV智能变电站设计和建设的技术要点2.1注重智能化一次设备的合理选择在进行110KV智能变电站设计和建设过程中，我们要根据智能变电站设计要求和实际应用情况，在满足经济性、安全性以及稳定性的条件下，注重对智能化一次设备进行合理选择。由于在110KV主变每侧会配置相对应的电子式互感器，而电子互感器的运用必须经过深入细致的计算，因此，可以说无源电子互感器有着传统电网设备无可比拟的优势。以光电式电流互感器为例，它运用法拉第磁光效应原理，线性偏振光在通过处于磁场环境的介质时，会改变其偏振方向，它的旋转角为：兹=7乙咐1(1)式中：V表示光学材料维尔德常数；H表示磁场的强度；I表示光线通过的路径当所设计的光路为闭合冋路，由物理全电流定理，可得：兹=V乙Hdl=Vi(t)(2)从中可以看出，若测量出法拉第旋转角，那么则可以通过公式(2)求出磁场强度，进而得出磁场电流。科学合理的选择这样的智能化一次设备，不仅 可以使电磁的兼容性得到大大的提升，而II勿需再向传感头提供电源。2.2优化智能变电站网络架构的合理设计在进行110KV智能变电站网络架构设计吋，首先要注意运用高速以太网，并保证其所要确保所有的设备都有其专属的通信接口，并支持IEC61850标准规约，且其传输速率应达到100Mb/s以上。其次，11OKV智能变电站的整体网络结构设计应涉及到过程层、间隔层以及站控层三个层面，其中，过程层主要由SV网和GOOSE网构成，两者相互独立，以星型网络拓扑结构为主，并进行双重化的网络配置，以满足继电保护的双重保护要求。站控层由GOOSE网构成，以单星型网络拓扑结构为主，可以采用常规的网络交换设备进行设计，构建吋需要结合变电站具体实际情况，根据MMS、SNTP合一的形式，适当减少成本和设备投资。间隔层的分段位置或内桥处需设置一定的保护装置，通过光纤奋效实现与站控层网络系统之间的合理连接，从而确保电网系统的稳定运行。三、110KV智能变电站设计和建设的实现方式3.1智能一次设备的实现方式由于传统一次设备缺乏监视控制与数据采集系统，因此，要想实现一次设备的智能化，必须加强一次设备的智能化改造和技术更新。具体实现方式主要是加强集成智能组件的主变压器智能化改造。变压器是变电站系统的核心要素，加强集成智能组件的主变压器智能化改造，主要将传感器元件内嵌于一次设备本体中，采用电缆进行连接，然后由智能组件负责数据采集，并将采集到数据信息上传至间隔层、站控层二次设备中，从而实现数据信息的在线监测、状态的诊断评估、智能调节和实时控制保护，从而确保设备的正常运行。集成智能组件的主变压器的接线形式如图1所示。另外，要注意加强liokv进线侧与内桥侧的智能化改造，并配备相应的电子互感器、中置式真空开关彬、出线保护装置以及其他智能终端设备，以充分发挥智能化设备的功能和作用，有效实现电网的智能调节和实吋控制。3.2二次设备网络化的实现方式 智能变电站的二次设备系统取代了传统的金属电缆，以光纤作为传输媒 介，以数字通信手段作为传递电量信号，网络结构包括了过程层、间隔层以及站控层三个层面。在应用过程层中，要注意采用光纤点对点网络、直采、直跳的方式，从而增强二次系统的抗干扰能力。站控层要实行统一的信息存取建模，以提高信息数据采集、存储、处理、传输的安全性和可靠度。3.3智能化状态监测功能的实现方式实现智能化状态监测功能其B的在于提高设备状态检修的可行性和科学性，确保设备的稳定运行，因此我们要注意优化智能变电站状态检测与诊断系统，借助信息融合技术对多种电网运行信息和数据进行综合分析和处理，并结合被检测设备的特性、运行状态记录及相关环境，对被检测设备的实吋状态做出科学评估，并提出有效的检修维护建议，从而实现设备状态的可视化、智能告警、分析决策及保护功能。同时，要注意采用智能辅助系统综合监控平台实现全站智能监控，以避免网络的不稳定问题影响智能系统的正常工作。总之，在进行liokv智能变电站设计和建设中，设计人员必须立足实际，遵循一定的设计原则，综合考虑和对比分析各种影响因素，优选有效设计方案，优化智能变电站设计，强化智能变电站建设，从而提高智能变电站的安全性、可靠性、技术性以及稳定性。参考文献：[1】陈孝菊，李风等.liokv标准配送式智能变电站建设实践[」].安徽电气工程职业技术学院学报，2014(01)[2】张跃勇.llOkV智能变电站设计方案研究[M].山东大学，2014(06) [3】韩培军，李文才某企业llOkV智能变电站建设的探讨[M].中国科技信息，2014'