摘要：在新时期，电力市场形势越来越严峻，为了应对挑战，电力行业朝着智能化方向发展，其能够很好的解决目前电力行业存在的问题。同时对智能电网进行改造和建设的过程中，与传统变电站相比较，智能变电站的任务更加繁重，因此要采用数字化测量和智能网络系统等智能技术构建智能电网。基于此，文章主要对 110kV 智能化变电站电气系统设计进行分析。
关键词：110kV；智能化变电站；电气系统设计
一、智能变电站介绍
1.1 智能变电站的基本结构
从物理结构进行分析，可以把智能变电站分为智能化的一次设备与网络化的二次设备两种；从系统功能进行划分，可以分成站控层、间隔屋 与过程层。站控层包括相关的监控、报警与防误闭锁等系统。间隔层包括 计量与测控相关设备等。过程层中包括变压器、断路器这些一次设备与一 些智能组件。
1.2 智能变电站相关技术特点的分析
①引用设备的控制端。通过对相关计算机的设备控制器进行引用，可以使智能变电站的整体系统运作正常进行。整体来说，有效结合监测设备实际的运行情况，计算机的终端系统用高智能化优势实现再次操作，可以大幅度 降低变电的连锁故障发生，从而有效提升 110kV 变电站供电的可靠性。
②中端分级的控制设备技术分析。要想对智能变电站的技术水平做出有效控制，一般情况下都是运用电力的安全生产相关准则来进行，继而使间隔层与设备层可以运用较独立的相关分级控制模式，让它们所拥有的功能进一步有效发挥出来。同时，还可以显著提升变电站设备的有效利 用率，降低中央处理设备的相应负荷。另外还可以对集中控制设备引发的 运作风险做出有效降低。
③针对全局及局部的智能控制。在选择相应的控制设备时，110kV的智能变电站要符合设备智能化相关要求，这样才可以真正地实现全自动化的控制与设备智能化。同时针对总端运用先进的光电信息技术与作用在第一与第二控制基础的开关做出合理控制，并且对设备柜等进行智能化管理。
④集成化光纤技术电力装置。智能变电站进行运作时，管理与监督相 关局域网络，其主要手段就是运用较为先进的光纤技术进行。借助合理应 用这一技术还可以提升不同层间数据的传输可靠性与稳定性。继而实现信息化自由传播的目的。这种方式不但能够对变电站电能进行集中化的监测与管理，还可以有效节约设备的空间与安装成本。
二、智能化变电站电气设计
2.1 110kV 智能化变电站电气一次设计
布置电气平面在智能变电站中，电气一次设计时，电气平面是关键点，所要对其进行合理的布置，首先要对场地进行认真详细的分析，并且根据施工场地的具体情况开展勘察设计工作，以及做好设计规划方面的工作。然后对变电站电气一次设备进行进行，形成总体设计方案。例如：设计中运用主变设计消防设备，采取相应的额通风措施。二次设备设计时，在垂直空间中不对电容器进行设计，避免电容器对计算机设备进行干扰，从而对电力系统运行安全和可靠性能进行提升。
设备的选择对变电站建筑平面设计后，根据设计的区域对使用功能进行划分。选择电气设备额定值时，应该通过主接线方式，并且对工作状况进行合理的分析，对电气设备的动稳定性、热稳定性等参数进行校验和核算。同时根据设计原则，在满足安全位置、环境需求和要求、使用规范的基础之上对设备体积进行计算，这样变电站就能够为系统提供运行方式和供电量，也能够确定变电站系统的技术和数量。
主接线设计在对整个变电站进行电气一次设计的时候，主接线是一个比较重要的环节，并且电气主接线色设计水平的高低会直接影响整个电力系统中很多方面的性能，安全、可靠以及灵活是比较重要的特征。因此要想确保电气主接线的质量，先要制定好方案设计，并且对其进行严格的控制，这主要是因为主接线设计方案的选择对后面工作的开展具有决定性作用。同时由于主接线涉及的范围比较广泛，从对电气设备的选择开始一直到配置配电，包括继电保护方案等方面的落实。
防雷设计为了防止对雷电直击，通常配电装置要设置在户内，不可以在户外设置，而是在房屋建筑的顶部设置生。在雷电天气要防止因为雷电情况造成线路上电压突然增加和侵入变电站等情况，从而就要求设置避雷装置，对于 110kV 的进线段和 10kV 出线段都应该进行设置。为了有增加避雷效果，避雷器应该相互独立存在，确保变电站得到安全稳定的运行。在110kV 的高压线上的中性点应该安装避雷器，还应该对放电间隙进行在合理设置，运用绝缘方式保护高压电线。
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2.2 110kV 智能化变电站电气二次设计
（1）智能化设备整合。选择智能开关设备时，应该与以往的开关设计方案相结合，将变电站内部所有的电气二次设备接口全部转变成数字化模式，随后将其与智能终端机相互连接。这种方式尽管能够降低智能化变电站设备的投资成本，但没有相关设备进行数据线路监控，导致智能化存在问题。
（2）对于电气二次设备，智能化变电站电流互感器可采用电子式互感器，或常规电流互感器，电子式互感器体积大，现运行反馈故障多，采用常规电流互感器时，保护测控装置应采用保护、测控、智能终端一体化装置，线路测控包含线路侧断路器、隔离刀的遥控、遥测、遥信以及接地刀闸的遥信量等需在设备侧增加智能终端。
计算机监控系统应适应无人值班方式要求。应采用分层、分布式网络结构，以间隔为单位，按对象进行设计。计算机监控系统由站控层、间隔层和过程层组成，站控层网络应采用双星型冗余网络结构，过程层网络应为每套保护、测控冗余配置双网。
站控层设备包括主机/操作员/五防工作站、智能远动机、网络通信设备、打印设备、音响报警设备以及其它智能接口设备等。站控层配置监控主机2台，视频及环境监控工作站、生产管理终端、调度发令终端各1台。#1、#2监控主机分别配置显单示器，#2监控主机日常宜运行在五防界面；视频及环境监控工作站配置单显示器，生产管理终端、调度发令终端通过KVM共用视频及环境监控工作站显示器，日常宜运行在调度发令终端或生产管理终端界面。
间隔层主要设备包括各种保护装置、测控装置、智能录波器、安全自动装置、电能表等。
过程层设备主要包含智能终端，具体配置原则如下：
1）主变各侧智能终端应按双套配置；主变本体智能终端宜按双套配置；
2）110kV及以下电压等级的母联、分段、桥断路器的智能终端宜按双套配置；110kV及以下电压等级的线路智能终端可按单套配置；
3）各电压等级母线PT智能终端可按单套配置。
4）智能控制柜宜按间隔或断路器进行配置，智能控制柜宜按间隔与一次设备就近布置；每台断路器配置1面智能控制柜，双套配置的智能终端共组1面智能控制柜时，应有明显的分隔标记。智能控制柜宜按间隔与一次设备就近布置。
（3）网络设备配置
1）110kV及以上电压等级过程层网络应为每套保护、测控冗余配置双网；
2）110kV 电压等级可按多间隔共用配置过程层交换机，也可按间隔配置过程层交换机；
3）35kV及以下电压等级过程层冗余配置双网，在无简易母差或其他保护要求下，过程层可不独立组网；
4）主变保护、主变智能录波器跨不同电压等级的过程层网络；
（4）光缆选择及敷设
可靠性要求较高的过程层信息传输宜采用光纤。双重化保护的GOOSE 跳闸控制回路等需要增强可靠性的两套系统，应采用各自独立的光缆。主控楼计算机房与各小室之间的网络连接应采用光缆。起点、终点为同一对象（断路器/间隔）的缆芯可合用同一根光缆（过程层网络A1、A2或B1、B2可合用一根光缆），整合后光缆芯数不超过24 芯。光缆的选用根据其传输性能、使用的环境条件决定。
敷设光缆时，需满足光缆允许弯曲半径要求；光缆布放的过程中应无扭转，严禁打小圈等现象出现；光缆经由走线架、拐弯点（前、后）应予绑扎。光缆的敷设可视条件采用槽盒、桥架或支架敷设方式，推荐采用槽盒或桥架敷设方式并辅以穿管敷设方式过渡。尾缆及非金属加强芯阻燃光缆宜采用槽盒保护。光缆、电缆分开敷设。
结语
综上所述，智能化变电站电气设计包括一次设计和二次设计，其是变电站运行稳定性与安全性的关键，所以要做好各种设备进行考虑，针对不同的设计方案采取不同的安装，确保设备正常的投入运行，保证电气设计的质量。
参考文献：
[1]李铮，王贺，王清林，等.箱式变电站温控系统的硬件设计[J]南方农机，2017，48（18）：86.
论文作者:杨晓霞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 终端论文; 光缆论文; 间隔论文; 电气论文; 《基层建设》2018年第26期论文;