浅论 110kV 智能变电站电气系统设计

李苏岩

摘要：随着我们国家经济的迅速发展，人们生活水平也得到了不断提升。这种背景下，人们生产、生活消耗的电量也在不断地增加，针对于供电安全性与 可靠性方面也有了更加严苛的要求。与此同时，在供电可行性与经济性方面的技术要求也变得越来越高。因此，对 110KV 的变电站与电气设计进行有效的分析，并且努力做好是十分必要的。不但可以保障电网的高效、安全运行与稳健发展，对我国的电力发展起着至关重要的作用。为了使电力系统的 运行安全性与稳定性做进一步提升，现阶段变电站主要向智能化与智能化发展，为智能电网的实施提供必要的前提，推动智能电网更快地发展。本篇文 章对智能变电站相关内容进行了介绍，并且结合其设计要点对相关的设计方案做出了详细阐述。

关键词：110KV智能变电站；电气系统；设计要点；研究

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）09-104-02

Abstract： with the rapid development of our national economy， people's living standards have also been continuously improved. In this context， the electricity consumptionofpeople'sproductionandlivingisalsoincreasing.Atthesametime，thetechnicalrequirementsonthefeasibilityandeconomyofpowersupplyare becoming higher and higher. Therefore， the 110KV substation and electrical design are analyzed effectively. It is necessary to do it well. It can not only guarantee thehighefficiency，safeoperationandsteadydevelopmentofpowergrid，butalsoplayanimportantrole in thedevelopmentofelectric powerin ourcountry.The operation safety and stability of the system are further improved. At this stage， substations are mainly developed to intelligent and intelligent， which provides the necessarypremisefortheimplementationofsmartgrid.Thispaperintroducestherelevantcontentsofsmartsubstation，andgivesadetaileddescriptionoftherelat- eddesignschemecombinedwiththekeypointsofitsdesign.

Keywords： 110KV intelligent substation； electrical system； design essentials； research

智能变电站科学合理地运用了现代化智能设备，使变电站拥有数字化 信息、网络化通信平台以及标准化的信息共享等功能，并且对电力网络运行实现控制、测量与自动保护等。紧密结合实际需求，对输配电网进行实时 的在线控制，以使变电站可以真正实现与周围其它变电站的交流与互动。

1 智能变电站介绍

1.1 智能变电站的基本结构

从物理结构进行分析，可以把智能变电站分为智能化的一次设备与网络化的二次设备两种；从系统功能进行划分，可以分成站控层、间隔屋 与过程层。站控层包括相关的监控、报警与防误闭锁等系统。间隔层包括 计量与测控相关设备等。过程层中包括变压器、断路器这些一次设备与一 些智能组件。

1.2 智能变电站相关技术特点的分析

①引用设备的控制端。通过对相关计算机的设备控制器进行引用，可以 使智能變电站的整体系统运作正常进行。整体来说，有效结合监测设备实际 的运行情况，计算机的终端系统用高智能化优势实现再次操作，可以大幅度 降低变电的连锁故障发生，从而有效提升 110KV 变电站供电的可靠性。

②中端分级的控制设备技术分析。要想对智能变电站的技术水平做出有效控制，一般情况下都是运用电力的安全生产相关准则来进行，继而使间隔层与设备层可以运用较独立的相关分级控制模式，让它们所拥有的功能进一步有效发挥出来。同时，还可以显著提升变电站设备的有效利 用率，降低中央处理设备的相应负荷。另外还可以对集中控制设备引发的 运作风险做出有效降低。

③针对全局及局部的智能控制。在选择相应的控制设备时，110KV的智能变电站要符合设备智能化相关要求，这样才可以真正地实现全自动化的控制与设备智能化。同时针对总端运用先进的光电信息技术与作用在第一与第二控制基础的开关做出合理控制，并且对设备柜等进行智能化管理。

④集成化光纤技术电力装置。智能变电站进行运作时，管理与监督相 关局域网络，其主要手段就是运用较为先进的光纤技术进行。借助合理应 用这一技术还可以提升不同层间数据的传输可靠性与稳定性。继而实现信息化自由传播的目的。这种方式不但能够对变电站电能进行集中化的监测与管理，还可以有效节约设备的空间与安装成本。

2110KV 智能变电站的电气系统其设计要点分析

2.1 选择智能化的一次设备

①紧密结合变电站实际的工作需求，在 110KV 智能变电站的主变侧进行电子式互感器相关信号传输元件的使用，最主要的是运用光纤，主要运用胶结的方式与磁光玻璃间做出连接，这种连接的方法可以有效缩短维护的周期。与此同时，应用闭关的控制技术可以提升其自身的动态范围 与精确度。此外，一次设备还可以在原来使用设备不变的情况下，把智能

化的接口当成智能的终端，真正实现电力系统的正常运作。

②在对 110KV 相关电力系统做配电时，要选择中置式的真空开关柜，而且在开关柜上安装出线保护的测控装置。这样操作之后，使得主变低压侧外不需要针对各个相应出线柜做配置。

2.2 构建相关的网络构架

科学合理运用高速的以太网，可以有效提升系统数据的相应传输速率。另外，变电站设备都应该支持 IEC61850 规约，同时具备相应通信接口，根据逻辑功能把网络分为站控、过程及间隔三层。站控层用的是单星型结构网络拓扑，GOOSE控制网设备对IEC61850也要支持。过程层的网络有采样数据网与GOOSE 网。就其物理特性来分析，其属于星型的拓朴网络结构，两者间互不干涉，属于独立的关系；一般双重化系统的特殊要 求下，一定要做过程层网络的双重化配置。在构建相应网络过程中，一定要坚持的原则是过程层与双重化配置是互不干涉的，两者保持完全独立的状态，而且针对继电保护的要求相同，这样才可以对电力系统安全性做出充分保证。

3110KV 智能变电站的电气系统设计方案

本篇文章介绍的是 110KV 相关智能变电站，是全户内的终端。就实际的运用情况来看，这种变电站的规模很小，主要应用的是 GIS 的组合电器与开关柜的设备。根据智能变电站的设计与应用相关要求，在满足其经济 性与可靠性的条件下，运用科学合理的措施选择智能化的一次设备，而且配备相对应的传感器与智能终端，把原来的相关一次设备转变成现代化的 智能一次设备。①智能化改造 110KV 的进线侧与内桥侧：在进行相应改造的过程中，可以选择罗氏线圈的电子式电流、电压互感器。如果想进一步考 虑其使用元件的性价比，出线的间隔可以运用较为常规的互感器。相关实 践证明，罗氏的线圈电子式互感器应用效果很好。②对主变压器进行智能 化改造：科学合理地应用智能化的终端设备，可以对主变的中性点与隔离开关等对应功能进行有效实现。③设置变电站的智能开关：在安装过程中 要想进一步实现计量、保护与测控等相关功能，可以运用开关柜多功能设置，经过对断路器状态进行采集、分析与监测等形式实现 110KV 断路器的相应管控。④针对于智能化的变电站，要想运用电缆做相应的信号传输需 要运用在线统一的监测系统，并且保证采集到的相关数据信息与监测工作 的顺利实施，从而进一步保障系统运行的稳定性与安全性。

4110KV 智能变电站的电站系统优化设计措施

4.1 站控层。站控层其运用的网络结构属于单星型的结构，在构建其相关内容时，要根据 MMS 与 SNTP 两者合一进行，而且在满足智能化功能要求的条件下，运用有效措施降低所运用的两个设备的投资与相应成本。同 时，还要紧密结合变电站现阶段实际情况，做出两台二十四口的站控层进行 以太网交换机的配置，更好地满足变电站实际的需求与长远的发展计划。

4.2 过程层。过程层设备采用的是就地一体化的设计，这种方式可以把网络结构的相应复杂性变得更简单些，直接取消过程层网络化，这样也可以有效控制相关成本。

4.3 间隔层。在优化设计变电站的系统过程中，可以把站控层的中心交 换机与 110KV 设备做直接连接，运用光纤实现对站控层网络的合理连接。变电站运行的过程中，系统运行不正常或发生相应的故障都会影响

到电力系统的安全性与稳定性。目前，智能变电站在我们国家还是起步时期，针对这方面工作还需要不断地深入与研究。相关工作人员一定要高度重视这项工作，不断提升设计水平，对社会发展需求进行有效满足。特别是在设计 110KV 相关的智能变电系统时，在设计时要进一步提升计算机的保护装置与一次设备的兼容技术，对这方面的工作设计要点进行更好地掌握，紧密结合目前我国的电力发展状况，运用电气自动化相关技术， 有效提升 110KV 变电站运行的安全性与经济性。唯有这样才可以逐步推

进智能变电站的大力推广，从而进一步推动我国电力事业的迅速发展。

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