500kV智能變電站的設計思路和建設模式

馬龍海

【摘? 要】現階段，我國社會經濟水平和科學技術水平顯著提升，智能變電站是確保我國城市日常運行與穩定的重要基礎，其設計與使用的效果直接關系整個城市的發展。智能變電站的使用可以為人們的生活提供更加便捷的條件。通過相關研究分析，將變電站中的信息轉化為數字形式，可以使內部結構更加有序。智能變電站與普通變電站相比，屬于一種先進的技術，可以彌補以前變電站中的不足。所以，需要加強對智能變電站的設計與建設質量。因此，分析我國當前500kV智能變電站的相關概述，對其設計思路、建設方法和模式進行探討，以提高我國500kV智能變電站的總體使用水平。

【關鍵詞】智能變電站;設計思路;建設模式

引言

我們科學技術不斷創新發展，社會建設的事業已經廣泛開始進行智能化變革，變電站為我國建設事業提供了源源不斷的電力資源，因此建立智能變電站能夠促進我國變電站的信息化、數字化發展，提升了我國電力系統的信息交互水平。變電設計作為電力系統安全運行的基本保障，對變電運行的水平及質量具有直接影響。

1智能變電站及其架構概述

智能變電站是智能電網的代表，近年來，隨著我國智能電網建設如火如荼地開展，智能變電站遍地開花。智能變電站的重要特征在于信息化和自動化，其內部眾多的電氣設備網絡互聯，信息能夠互操作，能夠基于一個友好、互操作、共享的信息網絡實時交換站內信息。其中，三層是指過程層、站控層、間隔層，具體如下：（1）過程層。過程層主要是智能變電站內的各個設備，包括各類設備：光電式互感器、智能開關裝置、各類中間通信裝置（合并單元、智能終端）。過程層用于變電站內的信息采集與控制，以及各類命令的執行。（2）站控層。站控層是整個變電站的靈魂與控制中心，也是變電站的管理中樞，主要實現各類控制信息、通信信息交換以及網絡對時功能，完成站內的狀態交換，并進行相應的邏輯分析，實現閉鎖、跳閘等功能。（3）間隔層。作為三層之間的聯系層和過渡層，間隔層主要是指各類二次設備，這一層主要包括各類繼電保護和安全自動裝置、相應的測控儀表等，來實現保護智能變電站運行安全的功能。

2智能變電站優越性

智能變電站通過采取先進、集成、環保等智能化設備，使得全新信息能夠實現數字化傳遞，建立網絡化通信平臺，加快信息之間的傳輸共享，最大程度實現信息收集、維護、控制和監測等功能。此外，能夠根據電網實際發展要求展開實施控制，實現智能化調節。對于各項運行故障能夠在線決策，加強與相鄰電網之間的互動。當前，智能化變電站數字化功能較為明顯，能夠實現信息數據傳輸、控制管理數字化，進一步提高數據信息傳輸過程中的精度，使得智能電網能夠有序運行。在原有數字化變電站發展的基礎上，顯現出在線監測等智能設備的應用價值，有效聚集各項智能化功能，使各個設備有效連接，促進互通使用，提高變電站的應用效率。在數據運行傳輸和處理過程中，智能變電站能夠實現數字化功能，在數據整合、收集、輸入和輸出中采取全盤數字化形式，有效提升數據精度。此外，智能變電站能夠對電網進行實時監測，使得各項智能化設備實現體系化發展。最后，它能使各類信號設備有序連接，從而提升設備的應用價值。

3500kV智能變電站的設計分析與建設模式

3.1500kV智能變電站繼電保護配置設計

在500kV智能變電站繼電保護配置設計中，為真正實現“可靠性、選擇性、速動性、靈敏性”的要求，設計人員必須遵循雙重化設計原則，因此220kV及以上電壓等級繼電保護、網絡、相關設備必須遵循雙重化設計原則，如使用主后一體化的保護裝置、配備沒有任何電氣聯系的2套保護裝置等。此外，保護采樣及跳閘還需要采用直接電纜跳閘的開出量、SMV網絡方式的采樣開入量、GOOSE網絡方式傳輸的開入與開出量，500kV智能變電站繼電保護配置設計方案質量將由此得到保障。在500kV智能變電站繼電保護配置設計中，設計人員需關注GOOSE網與繼電保護的配置、非常規互感器與繼電保護的配置，常規保護配置方案、集中式保護配置方案的選擇也應得到設計人員的重視。作為2種常見的繼電保護總體配置方案，常規保護配置方案具備容易實現繼電保護過渡優勢，但無法較好適應智能化一次設備變革影響屬于該方案的不足，而集中式保護配置方案則能夠較好適應數字化繼電保護配置、智能化一次設備變革，但該方案對保護設備的要求較高，電力企業必須結合500kV變電站實際合理選擇繼電保護總體配置方案。

3.2智能變電站電氣二次設計

進行電氣二次規劃設計時，需要考慮共享性和唯一性的雙重原則。首先，共享性的問題，各類電氣二次設備不應該進行數據重復采集，同時，智能變電站內部各類電氣二次設備應該信息共享，并基于相同的通信規約，具有良好的互操作性。此外，唯一性，所有的信號和出口均為一對一設計和規劃，不可進行重復規劃設計。二次設備廠家眾多、分類眾多，在站內需要進行組屏，需要注意以下原則：適宜采用集中布置的原則，適當進行組合和優化，確立合適的組屏方案;如果應用了戶內配電，則配電現場應該安裝相應的保護和測控裝置，進行就地安裝。值得注意的是，根據現行的《110（66）～220kV智能變電站設計規范》，雖然在三層兩網上沒有差異，但現行規范出臺較晚，不少條款在設計規范上與實際建設存在差異，在進行變電站建設時應該充分考慮這些差異。

3.3500kV智能變電站電流互感器繞組配置設計與建設

設計500kV智能變電站的電流互感器繞組時，電流互感器繞組的配置不當易出現保護空白區。如果開關設置采用GIS或HGIS，需要在斷路器的兩邊配置電流互感器。斷流互感器的兩邊還要使用間隔的保護措施與母線的保護區域進行交叉，在斷路器的兩邊間隔保護范圍也會出現交叉。如果電流互感器與斷路器之間出現故障，交叉保護套會采取相應措施，間隔故障，不會對其他系統運行造成影響。同時，根據各個保護電流互感器不同級別要求，需要保護斷路器母線，并且與斷路器的保護合并使用，并結合使用一個二次繞組。如果開關設備使用的是瓷柱式斷路器，為了減少成本支出，使用單側配置的一組電流互感器，線路保護、主變保護和母線保護相互之間使用TPY繞組。

3.4智能變電站電氣一次設計

智能變電站的電氣一次設備與常規一次設備有所區別，以光電式、光纖為主，智能變電站對電氣一次的要求比常規變電站高，同時所需造價更高。在進行智能變電站電氣一次的規劃時，應充分考慮滿足智能化設備、智能組件等與電氣一次的集成化，并進行電氣一次設備安裝、排布、環境的綜合評估，實現智能變電站智能化、集成化、一體化的需求。

結語

隨著社會經濟的發展，人們對電力能源的使用規模與使用的安全性能要求越來越高。智能變電站中的繼電保護與安全影響整個電力系統的運行，為了確保城市電網的安全和運行穩定，需要在智能變電站的設計與建設工作中，提高設計水平與建設技術，保證整個電力系統安全運行。

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（作者單位：國網吉林電力檢修公司）