石玉琛

摘 要：在110kV智能化變電站中電氣系統(tǒng)是其中的主要因素，其與電能傳輸效率有著直接的關(guān)系，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有著一定的影響。因此在進(jìn)行110kV智能化變電站建設(shè)的過程中應(yīng)充分的做好規(guī)劃及計(jì)劃工作，并加強(qiáng)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，在此基礎(chǔ)上來提升電能轉(zhuǎn)換功能，并充分的利用新能源。同時(shí)，在110kV變電站中應(yīng)用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工作的自動(dòng)化控制，同時(shí)可以進(jìn)一步提升電網(wǎng)智能調(diào)度的管理能力，確保電力系統(tǒng)可以安全可靠的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：110kV智能化變電站;電氣系統(tǒng);設(shè)計(jì)

1智能化變電站特征

①一次設(shè)備智能化。大量應(yīng)用于變電站內(nèi)的電子互感器，為一次設(shè)備智能化奠定了基礎(chǔ)。智能化的電氣設(shè)備主要包括電子式互感器、智能組件等設(shè)備。同時(shí)，在一次設(shè)備內(nèi)集中了繼電保護(hù)、在線監(jiān)測(cè)等二次設(shè)備。②二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。變電站內(nèi)的二次設(shè)備間的通信實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，拋棄了I/O模式，不僅能夠保證通信可靠、數(shù)據(jù)資源共享，而且可以對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視，及時(shí)處理突發(fā)狀況。③信息交互標(biāo)準(zhǔn)化。目前智能變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中IEC61850規(guī)約是主要標(biāo)準(zhǔn)，其在智能變電站建設(shè)中起到了指導(dǎo)性作用。在IEC61850規(guī)框架下能夠?qū)崿F(xiàn)各種廠家設(shè)備間無障礙的通信，建立統(tǒng)一的信息模型，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)及信息的實(shí)時(shí)交換。

2 110kV智能變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 110kV智能化變電站電氣一次設(shè)計(jì)

2.1.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)

①智能化變電站中模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化是主要技術(shù)形式，具體的說在進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)與控制時(shí)可以對(duì)操作仿真參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，利用數(shù)字信號(hào)傳輸信息數(shù)據(jù)。②網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是智能電氣一次設(shè)備應(yīng)用過程中的關(guān)鍵技術(shù)，此設(shè)備在運(yùn)行的過程中可以通過網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞來完成，因此應(yīng)最大限度的提升網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)操作能力，確保其準(zhǔn)確度。③在進(jìn)行信息傳輸過程中使用智能設(shè)備，這樣可以直接反映出設(shè)備運(yùn)行的真實(shí)情況，同時(shí)可以將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)及信號(hào)向控制系統(tǒng)反映出來并對(duì)其進(jìn)行分析，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將所得到的結(jié)果作為信號(hào)是否下達(dá)給主要設(shè)備的依據(jù)，以此來實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的互動(dòng)。

2.1.2電氣設(shè)備的優(yōu)選

智能化變電站電氣一次設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)就是選擇合適的變壓器。變壓器的選型必須符合實(shí)際的用電需求和供電參數(shù)?？梢詮倪@2個(gè)方面來考慮，首先對(duì)變電站的地理位置進(jìn)行分析，然后對(duì)放置變壓器的位置，進(jìn)行環(huán)境，容量，構(gòu)造，性能，以及冷卻設(shè)備等多方面進(jìn)行配置。其次，在選擇變壓器型號(hào)時(shí)應(yīng)將無勵(lì)磁調(diào)壓、有載調(diào)壓等作為依據(jù)。最后，對(duì)電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定進(jìn)行充分的了解卻把其符合電力系統(tǒng)要求，并以此來選擇電氣設(shè)備的性能，例如，繞組數(shù)、相數(shù)等。另外，還要對(duì)絕緣水平進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后才能投入使用。

2.1.3接線設(shè)計(jì)

智能化變電站一次設(shè)備設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮電氣主接線設(shè)計(jì)問題。在設(shè)計(jì)智能化變電站電氣主線設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)不同的因素進(jìn)行充分的考慮，例如智能化變電站建設(shè)規(guī)模、電力設(shè)備容量及設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷等進(jìn)行充分考慮。智能化變電站電氣主線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足不同方面的要求，但是最主要的是滿足使用過程中的靈活性可靠性，以此來利用主接線來處理突發(fā)情況，從而提升其應(yīng)用能力與使用便捷性，最終提升其運(yùn)行效率。從現(xiàn)階段來看我國智能化變電站電氣主接線設(shè)計(jì)方案主要包括：?jiǎn)文妇€接線、單母線分段接線、雙母線接線和雙母線分段接線。如下圖所示。

2.1.4防雷、照明設(shè)計(jì)

在智能化變電站正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)雷電方面的處理十分必要。尤其是南方很多地區(qū)，全年陰雨氣候較多，所以在進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)一定要做好防雷避震的措施。具體設(shè)計(jì)的時(shí)候，屋頂部分可以采用鍍鋅扁鋼的接地方式，同時(shí)還要和主接地網(wǎng)進(jìn)行連接，可以更好的實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。水平防雷的系統(tǒng)中，雷電侵入后會(huì)在變電站設(shè)備中產(chǎn)生電壓，通?？梢圆捎肁TP-EMTP對(duì)最大過電壓進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)避雷器等設(shè)備進(jìn)行合理的配置，來減少站內(nèi)的設(shè)備遭到破壞。另外，照明也是變電站內(nèi)很重要部分，對(duì)于照明的設(shè)計(jì)，不僅要滿足日常的需求，還要做好突發(fā)事故情況下有充分的照明條件。

2.2 110kV智能化變電站電氣二次設(shè)計(jì)

2.2.1操作系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)

110kV智能化變電站操作系統(tǒng)中的電源主要利用了二次系統(tǒng)中的不同設(shè)備來提供電能，比如控制設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等。在110kV智能化變電站中通常會(huì)采用直流電源進(jìn)行供電，現(xiàn)階段所使用的電源類型主要包括蓄電池、硅整流電容及復(fù)試整流電源等。在設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)電源時(shí)應(yīng)注意電源供電過程中的穩(wěn)定性與持續(xù)性，并確保其容量足夠使用，以此來保證變電站出現(xiàn)故障時(shí)供電設(shè)備還可以正常運(yùn)行，輸送電能。此外，還應(yīng)確保供電設(shè)備的使用性能及使用壽命。蓄電池被廣泛的應(yīng)用到110kV智能化變電站電氣二次系統(tǒng)中，也是直流電源主要類型，可以將化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為電能來實(shí)現(xiàn)電能的有效供應(yīng)，在電能供應(yīng)的過程中其具有非常好的獨(dú)立性，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中顯現(xiàn)出相互間隔狀況，當(dāng)系統(tǒng)線路出現(xiàn)故障時(shí)才可以使電能供應(yīng)穩(wěn)定，并保證供電效果，但是需要對(duì)其進(jìn)行充電。

2.2.2通信規(guī)約選擇

110kV智能化變電站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包括站控層網(wǎng)絡(luò)與過程層網(wǎng)絡(luò)，不同的網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約也有所區(qū)別，所以選擇時(shí)也不同。站控層網(wǎng)絡(luò)匯總通常會(huì)使用103通信規(guī)約，其屬于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)類型，雖然其在操作時(shí)優(yōu)勢(shì)并不明顯，但是其并不會(huì)使用太多的資金，且對(duì)使用環(huán)境沒有特殊要求，可以將以太網(wǎng)作為通信系統(tǒng)中的基礎(chǔ)。此外，還有一種以IEC61850網(wǎng)路為基礎(chǔ)的通信規(guī)約，其是將網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)作為基礎(chǔ)，然后可以針對(duì)不同的對(duì)象對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，更是電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的重要形式且實(shí)施性良好，但是此種形式在構(gòu)建時(shí)需要較多的資金，在選擇過程層網(wǎng)絡(luò)規(guī)約時(shí)，因?yàn)槠渚W(wǎng)絡(luò)規(guī)約主要以FT3幀格式為主，其主要的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在傳輸性、延時(shí)性及實(shí)施性相對(duì)較好，因此可以選擇使用此項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)約形式，若對(duì)串口通信要求較高，就可以通過插值法來實(shí)現(xiàn)同步。

2.2.3智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

110kV智能化變電站網(wǎng)路結(jié)構(gòu)可以分為過程層、架空層及網(wǎng)絡(luò)層，在對(duì)這三層進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保設(shè)計(jì)方案的獨(dú)立性。110kV智能化變電站電源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備間時(shí)可以整合變電站中不同的電源監(jiān)控系統(tǒng)，并構(gòu)建起一體化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，以此來對(duì)電氣二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。集中式一體化電源監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，其在連接時(shí)主要是通過總線來完成，以此來連接各電氣系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備及電源智能監(jiān)測(cè)模塊，其在使用的過程中可以節(jié)約設(shè)備成本，但是需要監(jiān)控設(shè)備就有較強(qiáng)的處理能力。此外，還應(yīng)充分利用分布式設(shè)計(jì)理念來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，利用總線來設(shè)計(jì)電源監(jiān)控模塊檢測(cè)設(shè)備，然后利用智能化網(wǎng)絡(luò)中斷來監(jiān)控設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)一體化監(jiān)控，此設(shè)計(jì)方案可以確保監(jiān)控設(shè)備的負(fù)荷性并可以控制系統(tǒng)的負(fù)荷情況，達(dá)到降低符合的目的，但是其需要電氣二次設(shè)備的量是比較大的，這樣在一定程度上也增加了電氣二次設(shè)備購買資金的使用量，后期維護(hù)成本也會(huì)逐漸增加。

結(jié)語：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了科技的發(fā)展，其中使用智能化技術(shù)及智能化設(shè)備對(duì)行業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。在進(jìn)行110kV智能化變電站建設(shè)過程中電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)是其中重要的環(huán)節(jié)，在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)充分利用智能變壓器進(jìn)行優(yōu)化，從而完善電子式電子互感器，最終對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)智能變電站信息共享，最終促進(jìn)各種新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)可以提升電力資源的應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)高效發(fā)展。