关键词：35kV变电站 数字化 智能化 设计要点
目前在我国的35kV变电站应用运行中存在着变电站辐射范围小、供电能力不强的问题，使35kV变电站的应用范围较小，无法与110kV以上的变电站运行情况相对比。本文通过对35kV变电站的现状进行简要分析，进而对35kV只能数字化技术变电站展开讨论，将重点对35kV智能数字化技术变电站设计的要点进行研究，促进35kV数字化技术变电站智能化的实现。
一、变电站概述
35kV变电站在运行的过程中基于多种因素影响，往往表现出一些状况，因此，需要加强对35kV变电站运行情况进行具体分析。建设35kV变电站的区域主要是指我国的广大农村以及工矿区环境。之所以采用35kV变电站对农村以及工况区域进行电力输送是因为国家电网的110kV网络改造以及城市电网密度需求大，使得35kV电网不适用于城市电网使用。从长远发展角度考虑，当前我国的35kV电网建设将越来越不能满足社会发展的需要，因此需要对其进行深度开发，纵向研究其潜能。通常情况下，35kV变电需要的配置只需要达到3150kVA-8000kVA，其最大容量也不会超过1OOOOkVA。这种形式的变电站系统往往表现出运行灵活等特点。35kV主回路通常为单母带分段，有时候也会出现双目带分段。总体上看，35kV的变电站整体建设规模相对较小，电容量低，结构单一，总体投资金额少。
二、变电站的数字化技术融合与应用
35kV变电站采用新型的数字换技术能够确保变电站技术核心。随着社会经济的快速发展，使得数字化、信息化处理能力进一步提高，实现了信息资源的集中性处理，真正实现了原本保护控制单元模块根本不能实现的集中与分布应用。信息化技术发展速度飞快，软件开发更新换代日新月异，这些都是形成独立装置，实现处理能力，完成整个变电站运行的关键所在。尤其是对35kV以下的变电站系统而言，信息化、集成式技术能够更加完整的保护变电站的功能发挥。
35kV变电站数字化技术融合与应用应当建立在功能发挥有效以及功能模型构建的基础上，以真正实现了规范性信息数据途径畅通为根本保障[1]。这样一来，变电站的数字化技术应用标准就不再是作为一种性质简单的通信协议，而是充分发挥出其智能化的功用，为变电站信息一体化建设提供了标准。
三、35kV智能数字化变电站技术设计分析
（一）35kV变电站系统设计原则
在进行35kV变电站系统设计的过程中，其应当遵循一定的设计原则，数字化变电站设计最应当将功能发挥和需求满足作为出发点。以下对一典型35kV变电站进行系统分析。首先应当建立数字化的变电站设计模型，其次，根据模型形成系统结构以及相关配置要求。设计方案应当根据建设实际情况制定[2]。另外，根据变电站的实际应用特点，在进行设计的时候，应当充分考虑国内外高压设备设施发展运行概况。
35kV变电站系统设计流程具体包括几个方面的流程：
1. 形成35kV变电站系统模型，并提出相应的设计配置方案；
2. 具体分析变电站分层电网结构，形成数字化变电站的自动化网络体系；
3. 根据已形成的变电站系统网络，对数字化的变电高压设备设施进行选定。
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（二） 基于智能数字化的35kV变电站设计分析
社会经济的全面发展使得现代化、数字化的技术发展日趋成熟，采用数字化技术进行变电站建设，需要建立在IEC61850通讯协议基础上完成。因为电子式的互感器以及智能化开关等设施设备需要形成系统性的结构区分，只有这样才能够实现变电站智能化设计与建设。从具体的技术内容上看，其关键技术主要包括几个方面：
1. IEC61850标准
就概念而言,IEC61850标准主要围绕以下四个方面展开:
(1)功能建模。从变电站自动化通信系统的通信性能(PICOM)要求出发,定义了变电站自动化系统的功能模型(Part5) [3]。
(2)数据建模。采用面向对象的方法,定义了基于客户机/服务器结构的数据模(Part7-3/4)。
(3)通信协议。定义了数据访问机制(通信服务)和向通信协议栈的映射,如在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到MMS(IEC61850-8-1),在间隔层和过程层之间的网络映射成串行单向多点或点对点传输网络(IEC61850-9-1)或映射成基于IEEE802.3标准的过程总线(IEC61850-9-2)(Part 7-2,Part8/9) [4]。
(4)变电站自动化系统工程和一致性测试。定义了基于XML(Extensible Make up Language)的结构化语言(Part 6),描述变电站和自动化系统的拓扑以及IED结构化数据。为了验证互操性,Part 10描述了IEC 61850标准一致性测试。
2.35kV变电站电子式互感器分析
35kV变电站当中电子式互感器从类型上划分，主要包括两个方面：其一，有源电子式互感器；其二，无源电子式互感器[5]。其中，有源电子式互感器主要采用空心线圈或者是相对功率低下的铁芯线圈进行电流感测，并在此基础上使用电容分压器感测电压情况。之后，模拟信号会被通信光纤传输到指定的位置。无源电子式互感器采用磁光效应感应实现电流信号的感测，流程与上述有缘感测相似，并通过光纤完成信号传输。
3.35kV变电站系统智能化一次设备设计分析
采用IEC 62063:1999进行系统定义,其中，智能开关设备主要是指变电站系统当中性能突出的开关设备以及控制设施等，该一次设备通常配备电子设备以及传感器和相关执行器。一次设备不仅包括了开关设备功能，同时还具有相关附加功能。
4.35kV变电站系统智能化二次设备设计分析
基于IEC 61850的变电站通信系统，可以通过利用网络通信技术，实现二次设备功能发挥和信息共享等操作。
结束语：
综上所述，我国针对35kV变电站系统进行设计与应用主要是基于智能数字化变电站技术设计原则，通过智能数字化变电站系统设计技术分析，形成具有满足我国当前社会发展需要的变电站系统。35kV变电站系统建设对我国经济的发展具有重要意义，是实现我国经济建设发展的重要保障。
参考文献：
[1]王秀梅.容城110kV智能变电站的二次系统方案及实施研究[D].北京：华北电力大学，2012（04）
[2]王嵩.110kV智能变电站主变保护配置的研究和高后备保护逻辑的仿真[D].长春：吉林大学，2013（11）
[3]张航.智能变电站二次系统的设计及其工程应用研究[D].济南：山东大学，2013（11）
[4]胡刚，夏勇军，蔡勇，陶骞，陈宏.智能变电站二次系统设计现状和展望[J].湖北电力，2010（12）
[5]陈波.500kV变电站二次系统智能化设计关键问题研究[D].上海：上海交通大学，2012（06）
论文作者:左丽君
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2018年11期
论文发表时间:2019/1/2
标签：变电站论文; 系统论文; 技术论文; 智能论文; 互感器论文; 功能论文; 电网论文; 《中国电气工程学报》2018年11期论文;