10kV变电站智能化改造技术方案研究

10kV变电站智能化改造技术方案研究

作者：刘玉华 盖鹏宇

来源：《科技创新导报》2013年第04期

摘要：该文针对110kV惠民变电站智能化改造工程，介绍其智能化改造方案和技术特点，在前文论述的基础上进一步分析，提出优化方案。

关键词：智能变电站 智能化改造 研究

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文童编号：1674-098X（2013）02（a）-0047-01

智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。国家电网公司提出建设“统一坚强的智能电网”，作为智能电网的重要组成部分和关键节点，智能变电站的设计和建设应当充分体现“信息化、自动化和互动化”的特点和需求。对于传统变电站，可通过智能化升级建设，实现优化资源配置、降低运维成本、提升运行指标之目的。1110 kV惠民变电站改造前概况

本工程远景规划安装2台50 MVA的三相三绕组变压器；110 kV架空进线3回，单母线分段接线；35 kV远景出线8回，本期安装6回，单母线分段接线，电缆出线；10 kV出线远景规划16回，单母线分段接线，电缆出线；无功补偿电容器远景规划安装

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

4×4 Mvar，串联5%铁芯电抗器。变电站采用全户内布置，按照无人值守变电站设计；采用光缆通讯方式。改造前，变电站在采用了典型的分层分布式常规综合自动化模式，分为站控层、间隔层和过程层，可提供间隔层就地监视控制、变电站层监视控制、远方调度监视控制、保护测控、微机五防、电压无功按地补偿及小电流按地选线等功能。电能计量系统采用传统的电子表，串联入485总线接入采集终端，通过调度数据网路由器实现远方数据传输。站控层总控装置遵循IEC-104规约实现与远方调度的联系。

2 110 kV惠民变电站智能化改造方案

变电站智能化改造项目总体规划，将按照三层结构方式进行现有设备的改造，开展功能业务模块的配置调整。变电站内电气一次设备选择采用全智能化设备和常规设备配置智能化接口的解决方案；站内二次设备按功能集成、设备集中和网络分层原则实施。计划将全站分为三个网络：站控层网络、过程层独立GOOSE网络、过程层点对点采样网络。变电站内数据传输以通讯光缆为主要介质，其中室内至室外的信号传输采用多模铠装光缆，室内信号传输采用尾缆或尾纤。变电站站控层采用通讯双绞线；室外一次设备至智能终端的信号，主变本体跳闸等少量关键信号、开关柜内的信号仍采用信号电缆。

2.1 110 kV惠民变电站站控层改造方案

主机兼操作员工作站1套，采用UNIX操作系统，提供整套一体化信息平台系统软件，含监控功能、操作闭锁功能和高级应用功能等；远动通信装置1套，双机配置，采用直流供电。具备2个4线E/M模拟接口/一个调度端（传输速率在300-2400bt范围内可调），采用IEC60870-5-101规约和新部颁CDT规约；并应具备至调度端的以太网接

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

口（至少为2个），采用IEC60870-5-104网络通讯规约；网络报文记录分析系统1套，配置独立的网络报文记录分析装置1套，实现对全站各种网络报文的实时监视、捕捉、存储、分析和统计功能。网络报文记录分析系统宜具备变电站网络通信状态的在线监视和状态评估功能；网络打印机1台，设置网络打印机1台，通过变电站站控层和间隔层网络通信打印全站各装置的保护告警、事件等。 2.2 110 kV惠民变电站过程层与间隔层的改造方案

间隔层设备选择110 kV及主变等高压侧间隔采用常规互感器+合并单元方式，实现电压、电流信号的数字式采集，传送给过程层的合并单元。对于35 kV/10 kV及以下低压侧设备，改造方案中决定在低压侧常规互感器+合并单元智能终端一体化装置方式。站内间隔层设备全部按入站内直流供电系统中，采用直流220 V供电。110 kV线路备投由独立装置实现，110 kV母联保护功能保留。过程层设备的改造与间隔层统筹考虑。主变部分一次设备，各侧采用常规互感器+合并单元方式实现电压、电流信号的智能化采集，就地智能化采集后送给主变合并单元；主变本体、各侧开关通过过程层智能终端实现本体、开关信号智能化采集与控制。110 kV间隔、主变本体及各侧采用间隔断路器采用常规互感器+合并单元方式，通过过程层智能终端实现开关信号智能化采集与控制、以GOOSE通讯实现一次设备的数字接口与智能控制；站内电气设备选择支持IEC61850标准的成熟产品。全站开关智能终端就地安装于智能柜；对支持电动操作的开关智能化一次设备，实现遥控操作。全站采用计算机监控逻辑闭锁，辅助电气闭锁和机械闭锁，完善35 kV开关柜电气五防。

2.3 网络设备配置

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

站控层配置2台24百兆电口、4千兆光口交换机（含光模块-SFP-GE-单模模块-（1310nm，10km，LC）4个）。控制室内配置2台24百兆电口、4千兆光口间隔层交换机。110 kVGIS室配置2台24百兆电口、4千兆光口间隔层交换机。35kV开关室配置2台24百兆电口、4千兆光口间隔层交换机。10 kV开关室配置4台24百兆电口、4千兆光口间隔层交换机。二次设备室和继电器室内网络通信介质采用超五类屏蔽双绞线；通向户外的通信介质应采用光缆。采样值和保护GOOSE报文的传输介质采用光缆，光纤连接宜采用1310 nm多模ST光纤接口。

3 110 kV惠民变电站智能化方案总结与分析

该方案实施后较传统变电站有以下优势：（1）一次设备智能化：包括变压器智能化、开关智能化，实现对变压器冷却系统的智能调节，提高变压器绝缘寿命和风机运行效率，降低变压器电能损耗和运行噪音。（2）全站设置一套一体化电源系统。直流、交流、UPS、通信电源一体化设计、一体化配置、一体化监控，采用61850标准模型数据接入自动化系统，实现站用电源智能管理。（3）数字式电度表的使用使得智能电能量实时监测及结算系统更加完善。（4）大量电缆为光缆所替代，槽盒取代了电缆沟，节省大量的施工成本。

4 结语

该文针对110 kV常规变电站，通过分析技术方案，提出了既经济又安全，具备典型意义的110 kV常规变电站智能化改造方案。并通过工程实践，验证了成果的可行性。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

参考文献

[1]程莉.应用于智能变电站的电子式互感器选型分析[J].江苏电机工程，2010（4）.

[2]夏勇军.智能变电站建设过程中值得关注的几个问题[J].湖北电力，2010（A01）.

[3]辛建波，吴素农.智能高频开关电源系统的使用与维护[J].江西电力，2010（3）.