220 kV變電站智能化改造方案探析

杜宏濱

(特變電工沈陽電力勘測設(shè)計有限公司，沈陽 110025)

220 kV變電站智能化改造方案探析

杜宏濱

(特變電工沈陽電力勘測設(shè)計有限公司，沈陽 110025)

根據(jù)日常工作中積累的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)解析220 kV變電站改造成智能化變電站的原則，主要從三大方面展開：一次設(shè)備的智能改造，二次微機(jī)保護(hù)的升級改造及三次通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化改造。就220 kV變電站的具體情況對智能化改造方案提出建議，并闡述在實(shí)際操作過程中所產(chǎn)生的效果。通過對220 kV變電站智能化改造方案的深入研究，有利于推進(jìn)傳統(tǒng)變電站向智能化的改造。

220 kV變電站；智能化改造；微機(jī)保護(hù)；一次設(shè)備

隨著電力系統(tǒng)的不斷改革與深化，在技術(shù)和設(shè)備方面也在不斷地進(jìn)步和革新。就目前情況來看，一次開關(guān)的少油化階段與電磁式保護(hù)階段還應(yīng)用在許多220 kV的變電站中。它存在的缺點(diǎn)是，給電力單位帶來了很高的成本費(fèi)用，同時，在加油的過程中，也不利于電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。和傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站是更加先進(jìn)可靠、低碳環(huán)保的一種機(jī)器設(shè)備，其特點(diǎn)有很多，例如擁有一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化以及管理系統(tǒng)自動化等。智能變電站是促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展的根本，它可以降低變電站的維護(hù)成本，能在資源配置方面達(dá)到最優(yōu)化，使電網(wǎng)能夠更好的運(yùn)行。

1 220 kV變電站智能化改造的原則

在改良220 kV變電站使其具有智能化的過程中，要提前了解及掌握各種各樣的新技能及全新的機(jī)器設(shè)備。為了防止其運(yùn)行中所帶來的危機(jī)，在實(shí)際操作過程中，智能變電站要把傳統(tǒng)變電站的自動化技術(shù)和繼電保護(hù)技術(shù)都移植過來，在運(yùn)用各種各樣的新技能和新的機(jī)器設(shè)備之前，一定要做好措施上的保證，使其安全可靠地運(yùn)行。

如果要達(dá)到集性能、消息和資源一體化的目標(biāo)，使其設(shè)備最優(yōu)化，一定要確保不對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行重復(fù)設(shè)置。如果要將傳統(tǒng)的電磁式互感器在實(shí)際操作中完全被替換掉，一定要宣傳使用新型機(jī)器設(shè)備的益處，例如電子互感器，等等。

要具體問題具體分析，在設(shè)計出正確科學(xué)的改造方案時，要以改造操作當(dāng)時的具體情況為依據(jù)，以循序漸進(jìn)的思路實(shí)行試點(diǎn)，以中低壓到高壓循序試點(diǎn)的方式為措施，有計劃有策略的進(jìn)行，這不僅有利于在出現(xiàn)問題時能夠及時進(jìn)行風(fēng)險控制，還能保證其變電站在以后的運(yùn)行中能夠更安全、更穩(wěn)定、更高效。

要采用智能單元的機(jī)器設(shè)備，使其達(dá)到數(shù)字化的效果。對于二次網(wǎng)絡(luò)來說，要根據(jù)可靠性原則對其進(jìn)行改造，要合理的運(yùn)用通信方式，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。

2 220 kV變電站智能化改造的方案及詳細(xì)規(guī)則

2.1 介紹改造工程

根據(jù)某220 kV變電站情況，舉例說明智能化改造的詳細(xì)過程。在這個220 kV變電站，有兩臺12萬kVA主變，它們具有三個電壓等級，分別為220 kV、110 kV、35 kV。220 kV在運(yùn)行中有3條線路、110 kV在運(yùn)行中有6條線路、35 kV在運(yùn)行中有4條線路，它們大約有10億 kW·H的年轉(zhuǎn)供電量。在進(jìn)行改革操作中，其機(jī)器設(shè)備狀況見表1。

表1 改造工程的設(shè)備狀況Tab.1 Renovation project equipment status

2.2 220 kV變電站智能化改造的實(shí)施及詳細(xì)規(guī)則

2.2.1 一次設(shè)備智能化改造的實(shí)施及詳細(xì)規(guī)則

為了降低其模擬量傳送的次數(shù)，一定要保證其數(shù)字化(輸入信號的電流互感器和電壓互感器)。在實(shí)際操作過程中，220 kV變電站部分選取了三個互感器，分別為西開生產(chǎn)的電子式電壓互感器、電子式電流電壓互感器與電子式電流互感器，對110 kV和35 kV的選取，部分采用了3個互感器，分別為電子式電流互感器、GIS用的電子式電壓互感器以及電子式電流電壓互感器。傳統(tǒng)變電站采用的電磁式互感器+現(xiàn)場端子箱被智能化變電站采用的電子式互感器+合并單元組件所替換。運(yùn)行中的電子式互感器和合并單元組件無論發(fā)生什么問題，都不會造成誤動或者拒動的危險舉措，見表2。

表2 電子式互感器和合并單元詳細(xì)的配置方案Tab.2 Detailed configuration scheme of electronic transformers and merging unit

PSSC600系列智能組件的運(yùn)用：它是由國電南自所推送出來的，為了確保高壓設(shè)備數(shù)字化測量、達(dá)到可視化的狀態(tài)、功能實(shí)現(xiàn)一體化的程度，其系統(tǒng)特別充分利用了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)模型和機(jī)器設(shè)備模塊的組態(tài)化框架。

2.2.2 二次微機(jī)保護(hù)智能化改造的實(shí)施及詳細(xì)規(guī)則

檢測控制與保護(hù)裝置分開進(jìn)行配置是很多220 kV在主變部分的操作運(yùn)用，對于110 kV和35 kV，仍然是把監(jiān)測監(jiān)控和保護(hù)裝置整體配置的部分功能作為其主變部分的操作運(yùn)用。

2.2.3 通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化改造的實(shí)施及詳細(xì)規(guī)則

設(shè)置10個智能控制板在220 kV上，設(shè)置13個智能控制板在110 kV上，設(shè)置11個智能控制板在35 kV上，智能組件柜統(tǒng)一設(shè)置在主變本體上。為了讓智能控制柜和設(shè)備本身的光纖網(wǎng)線架，還有間隔層的光纖配線架相互連接，應(yīng)該在智能控制柜中設(shè)置一個光纖配線架。在智能控制柜設(shè)置航空插口模式的過程中，要考慮到如何能讓設(shè)備本身和智能控制柜都插接在航空插頭里面。現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)流量，還有運(yùn)行資金的情況都與網(wǎng)絡(luò)通信速率有關(guān)，所以，一定要慎重選擇，交換以太網(wǎng)以100/1 000 M為標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，過程層通過網(wǎng)絡(luò)采取了四種方案，它們分別是面向間隔方案、功能方案、位置方案以及單一總線方案，這四種方案的很多要求都是以IEC61850作為參照標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

通過對智能化變電站與傳統(tǒng)的220 kV變電站的比較，智能化變電站不僅在一定程度上提高了通信系統(tǒng)的整體功能，還提高了測量保護(hù)系統(tǒng)的工作效率，確保了其精度的準(zhǔn)確性。一方面，對于變電站安全可靠有效的運(yùn)行起到了很好的促進(jìn)作用；另一方面，大大降低了工作人員的工作強(qiáng)度。所以，將傳統(tǒng)變電站改造成智能化變電站是具有特別重要意義的。

[1] 周憲，孫二雙，簡學(xué)軍，等. 數(shù)字化變電站光電式TA極性測試方法研究[C]//云南電力技術(shù)論壇論文集，2007.

[2] 趙瑩. 智能變電站技術(shù)研究綜述[C]//戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展——首屆云南省科協(xié)學(xué)術(shù)年會論文集，2011.

[3] 孫德強(qiáng)，鄭軍衛(wèi)，賈俊松，等. 低碳經(jīng)濟(jì)視角下智能電網(wǎng)與新能源綜合利用[C]//第十二屆中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集，2010.

[4] 張明明，段衛(wèi)國. 淺析如何提高計量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量[C]//2012年電力通信管理暨智能電網(wǎng)通信技術(shù)論壇論文集，2013.

[5] 韓海韻，杜科，王剛.基于自動控制理論的電力系統(tǒng)信息分類及評估方法[C]//2012年電力通信管理暨智能電網(wǎng)通信技術(shù)論壇論文集，2013.

Analysisonintelligenttransformationschemeof220kVsubstation

DU Hong-bin

(TBEA Shenyang Electric Power Survey and Design Co. Ltd., Shenyang 110025, China)

Based on accumulated experience in daily work, the principle of transforming 220kV substations into intelligent substations is analyzed in detail. The three aspects are as follows: intelligent transformation of primary equipment, upgrading and rebuilding of secondary microcomputer protection and networking transformation of three communication systems. The recommendations of intelligent transformation programs were proposed, and the resulting effect in actual operation was elaborated. The in-depth study of 220kV substation intelligent transformation program is conducive to promoting the transformation of traditional substation to intelligence.

220 kV substation; Intelligent transformation; Microcomputer protection; Primary equipment

TM76

B

1674-8646(2017)24-0072-02

2017-10-25

杜宏濱(1983-)，男，本科。