數字化變電站自動化技術的應用

（青島工學院 山東青島 266300）

數字化變電站技術是當今世界最先進的電力自動化技術，引領著電力技術發展方向，其主要特征是“一次設備智能化，二次設備網絡化，符合IEC61850標準”，由電子式互感器、智能化終端、數字化保護測控設備、數字化計量儀表、光纖以太網及IEC61850規約組成的全智能化的分層分布式變電站，即站內信息全部做到數字化，信息傳遞實現網絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和功能共享統一的信息平臺。數字化的110kV燕南變電站在系統可靠性、經濟性、維護簡便性方面均比常規變電站有大幅提升，在智能化、數字化技術日新月異的今天，這必將對深圳智能電網建設產生深遠影響。

1．數字化110kV燕南變電站關建技術

智能化的一次設備智能化的一次設備包括光電/電子式互感器，智能化斷路器等一次設備。光電/電子式互感器110kV燕南變電站按無人值守數字式變電站設計，按照數字式程控化變電站設計要求，一次設備配置光電式電流、電壓互感器。光電/電子式互感器的最大特點是可以輸出低壓模擬量和數字量信號，直接用于微機保護和電子式計量設備，特別是光電/電子式互感器的應用，克服了傳統互感器絕緣復雜、體積大且笨重，CT動態范圍小、易飽合且二次輸出不能開路，電磁式PT易產生鐵磁諧振等諸多缺點。光電/電子式互感器具有絕緣簡單、體積小、重量輕等優點，特別是CT動態范圍寬、無磁飽合、二次輸出可以開路，PT無諧振現象，精度高，暫態特性好。

2．智能化斷路器

110kV燕南變電站按數字化變電站的設計要求配置智能化斷路器。110kV設備采用合資戶內GIS裝置，額定電流2000A，開斷電流40kA，動穩定電流100kA;10kV開關柜選用合資廠中置柜，柜中配進口或合資廠真空斷路器，電動彈簧操作機構，電動手車及電動機構接地開關。斷路器同時配有微處理器、傳感器和執行器，不僅具有開關設備的基本功能，還具有附加功能，尤其在監測和診斷方面。智能化斷路器代替常規機械結構的輔助開關和輔助繼電器，實現按電壓波形控制跳、合閘角度，精確控制跳、合閘時間，減少暫態過電壓幅值;檢測電網中斷路器開斷前一瞬間的各種工作狀態信息，自動選擇和調節操動機構以及滅弧室狀態相適應的合理工作條件，以改變現有斷路器的單一分閘特性;在輕載時以較低的分閘速度開斷，而在系統故障時又以較高的分閘速度開斷等，這樣就可獲得開斷時電氣和機構性能上的最佳開斷效果;斷路器設備的信息由微處理器直接處理，并獨立執行當地功能。

3．網絡化的二次設備

（1）二次回路參數

直流電壓110V，交流電壓380V/220V。110kV電流、電壓互感器采用光學電子式互感器（ECT，EPT），提供數字輸出。10kV采用一體化模擬小信號輸出的電子式一體化電流/電壓互感器（ECT/EPT），提供模擬小信號輸出。

（2）繼電保護

110kV燕南變電站繼電保護按《繼電保護和安全自動裝置技術規程》GB14285-2006的要求配置。110kV線路、分段及主變保護組屏安裝于二次設備室，采用直接接入數字量輸入的數字型保護裝置。10kV部份采用保護與測控一體化并支持IEC61850的常規模擬量輸入保護裝置，安裝在開關柜上。

（3）防誤操作閉鎖

10kV配電裝置采用帶五防功能的開關柜，110kVGIS部分采用帶現場布線式電氣閉鎖的匯控柜。變電站自動化系統五防功能按照與變電站自動化系統一體化配置，并應滿足《廣東電網110kV～220kV變電站自動化系統技術規范》要求。變電站五防子系統應由站控層防誤和間隔層防誤兩層構成，站控層防誤包括防誤閉鎖軟件系統、電腦鑰匙及鎖具，間隔層防誤是由測控裝置的軟件邏輯閉鎖來完成。現場布線式電氣閉鎖也作為整個變電站五防的組成部分，并應滿足《廣東電網防止電氣誤操作閉鎖裝置技術規范》要求，實現本間隔內電動隔離開關（接地開關）、斷路器之間的電氣閉鎖，以及為完成線路倒閘操作所必需的母線接地開關與線路隔離開關之間跨間隔的電氣閉鎖。現場布線式單元電氣閉鎖與變電站自動化系統五防子系統相互配合，共同完成刀閘閉鎖，正常操作時，二者之間邏輯為“與”的關系。

（4）測量

110kV燕南變電站由數字化綜自系統實現電氣測量，二次設備室及配電裝置不設常規測量表計。110kV部分采用直接采集

數字量輸入的測控裝置，于主控室集中組屏。10kV保護測控裝置采用支持IEC61850，按照點對點面向間隔配置的保護測控一體化裝置，支持模擬小信號輸入，采用下放10kV開關柜分散布置。測量采集符合現行標準《電測量及電能計量裝置設計技術規程》DL/T5137-2001，向地調傳送的遙測量還應滿足《廣東電網110kV～220k變電站自動化系統技術規范》及深圳供電局企業標準《調度和變電站監控系統信息規范》的要求。

總之，變電站采用數字化程控操作技術使變電站獲得提高信息傳輸可靠性;簡化二次接線;提高測量精度;共用統一信息平臺，減少重復設備;便于功能擴充;操作管理自動化，提高生產可靠性，減員增效的優勢。

結語

數字化110kV燕南變電站還將節約能源、降低能耗、保護環境全面融入電網規劃、設計、建設、運營和管理全過程。數字化110kV燕南變電站以傳統變電站不可比擬的綠色環保、節約土地、節約資源、節能降耗、安全生產、供電可靠等優點，引領了國內和國際科技發展的潮流，產生了良好的經濟和社會效益。作者提昌在開展節能設計、環保設計，推行全過程和全壽命周期最優化設計的同時，建設數字化型、資源節約型、環境友好型綠色智能電網。