淺談110kV 智能變電站設計及其可靠性分析

秦光輝，劉偉，姚鑫

（聊城華昌實業有限責任公司，山東 聊城 252000）

將高壓電氣測試應用于高壓電氣設備的轉移測試和維護，可以顯著提高電氣設備的穩定性，另外，可以減少設備運行中出現故障的幾率，同時，需要獲得相應的財務利益，電氣設備下的業務更適合市場環境。因此，電力儀器設備在高壓下的項目的高壓電氣交接的試驗中要保證試驗的質量，并盡可能地讓試驗的成本降低，從而獲取更大的利潤。

1 智能變電站的基本概述

智能變電站使用復雜、可靠且集成的功能設備來保護環境，以完成站和通信平臺網絡的數字信息，并將信息共享標記為基本要求，例如，自動信息收集、測量、控制、保護和測量以及具有高級功能（如自動實時控制）的變電站。 通過智能電網的修改，在線分析和決策以及協作交互，作為變電站的新興形式，智能變電站可以在數字化的基礎上控制整個電網的運行。

2 構建110kV 智能變電站的主要思路

（1）智能變電站的建設主要是使用IEC61850 協議構建的，控制層和機架層之間的信息傳輸是通過變電站的100Mbit/s 以太網和控制層進行的，光纖可用于補充中間層和處理層中的采樣和交換價值之間的信息交換發生變化；（2）通常情況下，IEC61850 協議應適用于110kV 數字輸出電子變壓器；（3）智能終端設備主要由常規設備控制，智能終端設備可以通過光纖連接到保護控制設備；（4）變電站的配置應與中國IEC61850 的通信標準相同；（5）計量系統配置必須是帶有數字光纖以太網接口的電能表；（6）必須根據現場控制層網絡GOOSE 系列服務提供的開關信息更換主變壓器過載組合開關設備。

3 110KV 智能變電站的特點

110kV 智能變電站是一種新型的網絡通信系統，不僅可以實現不同廠商與變電站設備之間的自由通信，而且可以在設備之間共享信息，將變電站轉換為智能變電站后，可以對站點設備進行監控。如果設備正在運行，也可以使用實時Internet 技術、網絡技術和傳感器技術。在運行過程中收集變電站的狀態，人員可以將變電站設備的每個參數顯示在屏幕的前面，可以提前發現并處理故障和可能出現的故障設備，智能變電站也可以實現功能集成。110kV 智能變電站還實現了自動化裝置和保護裝置的相互使用，以及對保護系統的完全自動化管理的應用。

4 110KV 智能變電站的設計

4.1 初級設備的智能

110kV 變電站的設計應結合設備的實際運行情況，主變壓器采用電子傳感器，電子傳感器的主要功能是傳輸來自光纖的信號，通過連接磁性光學玻璃和光纖，可以縮短維護周期。另外，可以實現閉環控制。功能更加精確，動態性能也相應提高。

4.2 二次設備的網絡化

110kV 智能變電站系統結合了光纖設備。此外，我們還集成了自己的分布式控制系統以實現安全控制，變電站控制設備網絡建立在無人值守的變電站監控室中，充分利用智能變電站設備來實現變電站系統的智能控制和管理。

5 對110kV 智能變電站的設計以及對其可靠性進行分析

5.1 110kV 的智能變電站設計

變壓器擁有的智能組件，其功能包括測量、組件控制和在線監視，一些項目還包括增強功能，如單元集成、測量和控制以及監視，變壓器最重要的智能組件非常出色，主變壓器的智能端子，可變電壓設備監視組件和主智能端子獲取主變壓器的主電源非電信號。在沒有電氣保護的情況下，電纜主要是由觸發器控制的，因此，可以直接跳線來使電纜有效，主變壓器的最重要部分是其自身的智能，大多數終端需要使用齒輪組、電壓調節和電壓控制設備以及智能組件才能實現所需的功能，而且要使用智能化零件和部件獲得并控制分層電壓的各種信息，以便完成不同檔位之間對電壓的操控。

5.2 110kV 智能變電站關鍵技術可靠性分析

（1）可靠性的概念與指標?？煽啃允侵杆墙M件、設備還是系統，并且可以在指定的時間內完成指定的任務，這使得使用模糊性的可靠性概念成為度量和計算的一種手段，智能電壓變化變電站系統的智能電壓變化具有可維修性和可靠性，因為它的各個部分都是可以在正常情況下進行維修的設備，可以根據以下指標對設備進行調查分析：①可靠性組件或R（t）可靠性，這意味著組件處于良好狀態，并且在一定時間內不會引起設備故障。②可用性A（t）表示組件可能在一開始就在正常運行，并且在時間t 的運行狀態可以表示為百分比。③MTTF 表示組件壽命的數學期望，例如，如果故障率h（t）是恒定輸入，則可以得出MTTF=1/λ，考慮修復效果后，MTTF 可以表示為平均故障間隔時間。④修復率：變電站系統中具有智能電壓的組件發生變化的情況從停電變為運行，最基本和最重要的事情取決于維修條件，修復能力的指標是修復率μ（T）。維護的有效性主要在于可以在同一時間范圍內進行修復的次數，具體取決于修復和維護的次數，如果使用的設備在正常壽命范圍內，則λ 和μ 為常數，它可以基于長期觀察和使用數學統計的同類型設備的記錄，在可靠性分析和計算中，故障率λ 和維護率μ 是眾所周知的數據。

它可以計算出設備事故的數量，然后，計算出變電站設備的故障率、變壓器、負載開關和斷路器通常組成智能變電站，在變電站中，變壓器是核心，變電站是變電站工作環境中最大、最重要的設備。因此，必須注意并謹慎使用。變壓器主變壓器交付到施工現場后，必須首先確定模型，以確保設計和計劃相互兼容。此時，請仔細檢查并簽署交付文件，然后，進行施工和安裝。安裝時，請對變壓器進行氣壓測試，然后，仔細檢查變壓器內部的電線，打開艙蓋以干燥空氣，并確保環境相對濕度不超過75%。目前，為了能夠更準確地判斷變電站中一次設備的運行狀況，相關人員必須將變電站的斷路器和變壓器添加到高壓電氣設備的智能測試中。智能變電站數據收集是在很久以前開始的。計算了110kV 智能變電站的事件故障率，可以考慮使用電力設備進行計算，達到99.5%，可以有效滿足供電可靠性。要求，詳細數據如表1 所示。在當前生活中，智能變電站的使用范圍不斷擴大并且智能二次設備可以有效地減少發生事故的可能性。

表1 110kV 變電站設備年事故障率統計數據

表2 智能變電站中各元件的可靠性數據

（2）配置智能變電站設備。在智能變電站中，隨著越來越多的電信和光纖網絡連接，主要設備包括以下方面：

①集線器：集線器是一種比較簡單的設備，具有多個端口，并且一個端口用于傳輸和收集信息，并且網絡模式的物理層無法通過傳輸數據路徑來計算。②交換：交換器的作用是使用智能多路復用器監視和表征端口，如果網絡模型數據層不完整或不存在，則在解釋廣播工作如何完成后，它將停止執行廣播工作。③路由器：智能多路復用器連接兩個網絡，并將Internet 連接發送到最終位置。

6 結語

綜上所述，與國外相比，中國一些智能變電站的理論和方法還處于較低水平，但這帶來了挑戰和影響，包括對傳統變電站的影響，計算機保護系統和自動控制系統提出了挑戰。我國的智能變電站的建設和持續發展需要漫長的過程，其實施也是需要細分的過程。近年來，日本在智能變電站的開發和研究方面取得了一些突破和進步，并逐步建立了標準體系，為將來的110kV 智能變電站的發展奠定了基礎，它可以建立良好的基礎，并保證傳輸網絡的運行。