摘要：随着通信技术和电力电子技术的发展，智能电网的建设已成为未来电网的发展趋势。变电站是构建电网的关键环节，是电网建设的重点。文章主要通过35kV变电站智能化改造，对基于变电站运行可靠性进行了一系列研究，分析了35kV变电站与常规变电站的主要技术差异，确定了常规变电站智能化改造的主要技术，针对传统变电站的整体功能，提出了变电站智能化改造方案，并结合智能变电站技术可靠性的发展要求，提出了变电站改造方案。
关键词：变电站建设；35kv；变电站改造
随着经济的快速发展，供电负荷猛增，尤其是城市中心区高容积率开发，导致变电站的分布越来越密集。变电站建设需要大量的土地资源，城市中心区土地资源紧张，环保要求高，变电站选址非常困难；变电站存在噪音、电磁辐射等，对周围环境有一定的影响，同时也影响了周边地块的土地开发价值。
变电站建设与土地资源日益珍贵的矛盾越来越尖锐，迫切需要研究新的变电站建设模式，变电站建设综合开发可有效解决这一问题。35kv变电站建设综合开发与改造迫在眉睫。
一、农网35kV数字化变电站改造方案
1.1 35kV变电站概况
设备规模：SZ9-35/10kV-6.3MVA有载调压变压器2台，35kV进线主电源带35kV变2台，35kV单母线，10kV单母线分段，5路出线，电容器柜1台，分别接于10kV的I、II母线。35kV为户外电气装置，10kV为开关柜。
1.2变电站存在的问题
农网改造后，电磁、整流型和晶体管为主的继电器逐步转向应用以微机保护为核心的变电站综合自动化系统，多年的运行结果表明综合自动化变电站具有调试方便、可靠性高和灵活性强的特点。
本次改造变电站原属于新建的综合自动化变电站，保护和监控是许继电气的PSU-2000综合自动化系统，原设备运行8年多以来，主要问题是：①由于电磁型互感器的磁饱和，导致测量越限较多、抗干扰能力弱，精度差；②设备故障率高以至于经常误动，且设备维护困难；③变电所增加或减少输电线回路数时，系统可扩容和灵活性较差；④监控系统经常死机，信息传递中断现象普遍，告警信号误报次数较多；⑤有时还出现保护信号误报现象,运行可靠性不能得到保障；⑥软件升级困难，无法对一次设备进行实时监控。为了解决该35kV变电站存在的一系列问题，决定采用智能化技术对其进行改造。
二、智能化变电站改造的主要内容
通过运用先进且绿色环保的集成性智能设施，组成智能变电站，可使全站信息走向数字化，信息共享和通信平台分别趋向标准化与网络化。此外，智能变电站还具有采集信息、对信息进行保护测量和检测、控制电网以及实现调节自动化与智能化的功能
三、变电站智能化改造的具体方案
3.1监控系统改造方案
智能化变电站在原有通信网络结构的基础上，通过对硬件和软件的升级，将后台监控系统转化为综合监控系统，构建智能变电站监控系统。变电站通信协议统一为IEC61850协议，如果保护测控装置不具备IEC61850协议的功能，可通过协议转换器实现，同时规范和丰富各种先进的智能化信息访问的应用，优化高级应用的功能，实现信息共享的标准化和高级应用的智能化，这样才能满足智能电网在变电站信息方面的需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过在线监测系统对变电站设备状态参数进行自动采集和分析，实现状态可视化。同时，还可以根据设备状态对数据进行评估和分析，从而实现变电站的智能化。在线监测断路器的开闭电流、动触头位置、开关状态，以诊断电气寿命状态和常规机械故障，从而提高断路器的运行管理水平。
3.2变压器保护改造方案
变压器保护使用冗余配置主保护和后备保护。主保护和后备保护分开，后备保护必须集成到测量设备上。当使用冗余保护配置时，合并单元和智能终端需要使用冗余配置。变压器的非电保护要求直接就地跳闸，相关延迟也要求就地跳闸，智能终端上传非电量动作信息、接地开关控制信息。
3.3 GOOSE技术的应用
智能化变电站中的智能断路器实现智能电子操作，将机械能存储变为电容能存储，也将机械驱动变为逆变器通过电机直接驱动。在IEC61850标准中，智能断路器提高了系统的可靠性，可以打开和关闭电路，根据GOOSE/GSSE通信信息传输位置信息。智能断路器具有连接到间隔层的通信接口，接收和发送符合IEC61850标准的GOOSE消息。
辅助系统改造方案
智能变电站遥视可用于监视设备运行，提供事故的图像资料，对变电站的安全防护等起到保障作用。在遥视控制中心可以通过实时的视频信息观察现场，控制摄像头旋转、录像、回放视频资料等。同时配置火灾报警系统，报警信号接入监控系统。
四、改造后的预期效果
预计经过半年的改造，无线路故障，经过核实保护正确动作率为100%;GOOSE出口、信息传输正确、继电保护设备运行可靠，该站运行安全稳定。
五、结语
我国现有大量常规变电站投入运行，这些变电站的智能化改造面临着更加突出的问题，有必要对智能配电网的各项技术进行不断探索，提高智能化变电站的可靠性，同时快速构建高水平的创新载体和服务平台，扩大智能配电网的应用规模，提升电网整体竞争力，实现信息建模标准化、全站通信协议标准化，为变电站和电网之间的沟通提供标准可靠的解决方案。
35kv变电站智能化改造的成功实施，对于进一步提高变电站的安全可靠运行和自动化水平具有指导作用。数字化变电站技术的推广应用，国家还没有统一的标准遵循，所以应该采取总体规划，分步实施，全面推进的方法，为全面提高农村电网的智能化水平打下基础。
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论文作者:周黎黎,吕辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6