長春地區農網66 kV智能變電站二次設備配置

俞子堯，金 曼，呂煥吉，甲吉山,孫令文

(1.國網吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林長春 130021；2.長春電力設計有限公司，吉林長春 130051；3.國網吉林省電力有限公司長春市九臺區供電公司，吉林長春 130500；4.國網吉林省電力有限公司榆樹市供電公司，吉林長春 130400)

隨著社會的發展，電力在人們的工作和生活中起著越來越重要的作用，社會對農網變電供電可靠性的要求也越來越高。為了滿足人們對用電安全性、穩定性的要求，農網變電站建設也在逐步向著更高安全性、穩定性的設備配置方向發展。

66 kV智能變電站具有良好的交互性、可靠性，目前長春地區農網66kV新建變電站都在以智能化標準進行建設。

1 長春地區農網66 kV智能變電站概況

長春地區農網66 kV智能變電站新建工程及多數改建工程以完整內橋接線方式建設，即2臺主變壓器(簡稱主變)、66 kV兩條電源單向供電、10 kV單母線分段接線，保證供電可靠性。有部分變電站維持原一次系統現狀，接線形式采用單母線接線。

除長春城郊地區部分智能變電站采用全戶內布置外，長春的雙陽、德惠、農安、榆樹及城郊地區大部分智能變電站采用戶外布置方式，即一次設備場地和生產綜合樓結合的方式。變壓器、66 kV隔離開關、66 kV斷路器、66 kV電壓互感器(含智能控制柜)等一次設備采用戶外布置，10 kV開關柜和綜合自動化設備戶內布置。戶外完整內橋接線形式的智能變電站參照執行國家電網公司通用設計66-C-2方案相關模塊，結合變電站現狀，進行合理布置，全面優化，變電站總用地面積2800 m2左右，其中圍墻內用地面積2460 m2左右，生產綜合樓建筑面積330 m2左右，一層布置，層高4.5 m，框架結構，布置有10 kV配電裝置室、二次設備室、衛生間、安全工具室、警衛室。長春地區農網66 kV智能變電站完整內橋接線形式示意圖見圖1。

故障時保護動作情況：

(1)66 kV線路至主變高壓側斷路器之間故障：①66 kV電源線路單相接地或者斷線，對端電源側66 kV系統接地告警。②66 kV電源線路相間短路，對端電源側66 kV線路保護動作跳閘。

(2)主變高壓側斷路器至主變低壓側斷路器之間故障：①單相接地或斷線，后備保護接地告警。②相間短路，主變差動保護或者高后備保護動作跳主變各側斷路器。③主變內部故障，非電量保護動作跳主變各側斷路器。④主變過負荷，后備保護裝置告警。

(3)10 kV出線故障：①單相接地或斷線，小電流接地選線告警，主變低后備保護接地告警。②相間短路，10 kV線路保護動作跳開故障線路斷路器。③線路過負荷，保護裝置告警。

(4)10 kV電容器間隔故障：①相間短路，10 kV電容器保護動作跳開故障電容器間隔斷路器。②10 kV系統電壓高或者電壓低，10 kV電容器過壓、欠壓保護跳開故障電容器間隔斷路器。③電容器內部故障，不平衡電壓保護跳開故障電容器間隔斷路器。

⑩⑨⑧⑦⑥⑤-②①位置編號#2TV出線8～5#2-2電容器#2-1電容器母聯乙柜#2站用變#2主受#1TV#1站用變母聯甲柜#1-2電容器#1-1電容器出線1～4#1主受設備名稱

圖1長春地區農網66kV智能變電站完整內橋接線形式示意圖

2 長春地區農網66 kV智能變電站二次設備現狀

2.1 自動化系統配置

長春地區農網66 kV智能變電站按照無人值班智能化變電站模式建設，采用DL/T 860(IEC61850)標準的自動化系統。

66 kV智能變電站按照體系分層可分為站控層、過程層和間隔層。站控層包括自動化監視控制系統、對時系統、站域控制、通信系統，采用SNTP網絡對時方式，站控層網絡配置按照MMS、GOOSE、SNTP三網合一方式建設，按照雙星型網絡設置，可完成數據采集、監視控制、操作閉鎖、電能量采集、保護信息管理等相關功能。過程層包括智能變壓器、SF6斷路器、CT/TV等所屬的智能組件(合并單元+智能終端)，設備采用IRIG-B對時，點對點通信方式，綜合考慮網絡流量、網絡延時、產品成熟度等。間隔層包括保護裝置、測控裝置、故障錄波裝置等二次設備，采用IRIG-B對時信號，與各種遠方輸入/輸出、傳感器和控制器接口，實現使用一個間隔采集的數據作用于該間隔一次設備的功能。

2.2 保護配置

2.2.1 主變保護

每臺主變按照主后合一裝置雙套配置，雙套配置避免單套故障主變失去保護，給人身安全及電網設備安全造成嚴重危害。主變本體智能終端就地布置，具備非電量保護功能，同時可以采集主變檔位、溫度和遙調控制。主變本體非電量保護跳閘采用電纜直跳主變各側和橋斷路器的方式，可以滿足該保護對實時性和可靠性的要求。

差動保護作為變壓器保護的主保護，保護范圍是構成差動保護的各側電流互感器所包圍的部分，包括變壓器本體、電流互感器與變壓器之間的引出線，同時可以反映變壓器繞組的匝間(不包括很少匝)短路、相間短路故障故障；后備保護用作變壓器外部的相間短路故障和作為變壓器內部繞組、引出線相間短路故障、變壓器接地故障的后備保護；非電量保護反映變壓器內部故障和繞組開焊故障及短路故障(繞組很少匝的匝間短路故障)，保護動作跳開主變各側和橋斷路器。

2.2.2 10 kV線路保護

10 kV線路間隔配置三段過流保護，含一次重合閘、低頻低壓減負荷、小電流接地選線功能。10 kV選取測控保護一體化裝置，下放安裝在10 kV開關柜內，既能保證供電的可靠性，又節省空間、電纜及施工時間。保護范圍為保護卷電流互感器以下，由于10 kV系統中性點不接地，單相接地可以運行2小時，并且具有一次重合閘功能。保護動作跳開本間隔斷路器。

2.3 智能組件配置

(1)主變高壓側合并單元、智能終端裝置雙套配置，就地安裝在主變間隔智能控制柜內。(2)主變低壓側合并單元、智能終端裝置雙套配置，就地安裝在10 kV主受柜內。(3)66 kV TV合并單元、智能終端單套配置，就地安裝在智能控制柜內。(4)主變本體智能終端單套配置，本體非電量保護就地安裝在主變附近本體智能匯控柜中，采用電纜直跳主變各側及橋斷路器的方式，完成主變壓器非電量保護跳閘、溫度采集和檔位遙調控制功能。

2.4 交、直流及不停電系統

站用電系統采用交流電壓為380/220 V，雙電源接線，設ATS備自投裝置，當1回進線電源故障自動切除故障電源，投入另1回備用電源。站內交流不停電電源采用UPS電源裝置，UPS裝置不配備蓄電池，站用變交流電為系統提供電源，備用電源取自站用直流系統，根據變電站實際負荷選用適合的UPS容量。直流電源采用單套直流充電系統配置，蓄電池組選取閥控式密封鉛酸蓄免維護電池，蓄電池的容量滿足2小時(通信電源按4小時考慮)放電進行計算，蓄電池個數共104只，單體電壓為2 V。

2.5 其它二次設備

全站配置1套公用的衛星(GPS/北斗)對時系統。主時鐘采用雙重化配置，時鐘對時同步精度和守時精度滿足站內所有二次設備的對時精度要求。

變電站安裝一套智能輔助控制系統，實現全站環境和設備的圖像監控、安防系統、SF6氣體檢測、溫濕度監測、照明遠程控制、火災報警系統聯動等功能。

變電站設智能型微機防誤工作站，全站防誤功能由微機防誤系統、一次設備電氣閉鎖和10 kV開關柜的五防閉鎖共同完成，可以實現全站就地防誤操作和遠方防誤操作閉鎖功能。智能控制柜安裝智能閉鎖單元，10 kV電容器組網門防誤功能應由微機防誤系統實現。微機防誤子站具備接入相應調度端防誤主站功能。

3 長春地區農網智能變電站二次設備發展方向

隨著智能電網的發展，智能模塊就地化變電站試點工程已經投入運行，浙江等南方各省就地化保護試點工程正在穩定運行中，而且在東北嚴寒地區黑龍江漠河等地也有試點工程，因此適合長春地區農網變電站的使用要求。智能模塊就地化變電站采用高防護、全密閉、抗干擾能力的智能設備，具有先進、可靠、集成、低碳、環保的特點。

就地化保護二次設備具備如下優點：(1)就地化保護測控裝置采用標準航空插頭接口，裝置接口采用專用具有物理防誤插功能的電連接器、光纖連接器通過預制電纜和預制光纜實現對外連接。實現二次設備“即插即用”、工廠化生產和快速更換、檢修，配置文件實現一鍵式下裝，現場少維護、易維護，現場工作量大幅降低，縮短現場停電檢修時間，提高人員承載能力。(2)采用就地化保護、測控單元集成，取消合并單元及智能終端，減少了裝置類型及數量，降低設備缺陷率。實現了直接采樣、直接跳閘，簡化了中間環節，提升保護速動性和系統可靠性。設備種類減少、數量降低，設備無需空調、戶外柜等外部溫控及防護，二次屏柜數量大幅縮減，實現設備少、占地小、投資省的經濟性目標。(3)智能模塊就地化變電站采用高防護、全密閉、抗干擾的智能設備，實現了繼電保護裝置的集成化、小型化，接口標準化，提高了裝置的防護等級，可以適應各地區不同的環境。(4)二次設備可以實現工廠化安裝調試，縮短建設周期。(5)現場級保護具有架構簡單、就地電纜跳閘、無中間環節、保護動作快、單裝置失效影響范圍減小、系統可靠性高的特點。

4 總結及建議

長春地區農網變電站承載著長春地區多數人口及農業發展的用電需求，長春地區農網智能變電站二次設備現狀滿足地區發展要求，正在安全、穩定運行中。

智能變電站隨著電力系統的發展，會逐漸成為變電站的標準配置。隨著就地化保護的推廣，簡化設備配置，裝置集成，安裝調試簡便，故障檢修快速及時成了智能變電站的發展方向，長春地區未來農網智能變電站的建設需要沿著就地化保護方向邁進，保證供電安全、可靠，為長春地區農村人口及農業發展開創新的篇章。