潍坊五洲和兴电气有限公司 山东潍坊 261021
摘要：110kV智能变电站的设计是多元化且复杂的，但是对于保障我国民生具有非常重要的作用，一旦智能变电站发生故障，势必会影响人们的正常工作生活，所以在智能变电站的设计过程中，必须对其可行性进行理智的分析，从而确保智能变电站的正常运行。
关键词：智能变电站；设计；可靠性
一、智能变电站概述
二、智能化变电站的定义
三、智能化变电站是以先进、可靠、集成以及环保的智能设备为基础，可以实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，以及具备信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等能力，并且可以完成电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。
1.2智能化变电站的结构
智能化变电站主要由站控层、间隔层、过程层这三层组成。
（1）站控层。站控层由站级监控系统、通信系统、站域控制以及对时系统等组成，可以实现的功能包括全站设备的监测控制、数据的采集和监控、电能量的采集、保护信息的管理控制等等。
（2）间隔层。间隔层的设备组成主要是一些二次设备，其中有系统测控装置、继电保护装置以及监测功能组的主IED等。间隔层使用一个间隔数据且再作用于该间隔的一次设备上，也就是实现传感器、控制器以及远方输入和输出之间的通信。
（3）过程层。过程层的设备组成主要是一些一次设备及其所属的智能组件，其中有变压器、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及断路器等；同时还有一些独立的智能电子装置，主要是电子式互感器和用于实现变压器和开关智能化的智能单元。如图1中所示为智能化变电站结构组成图。
二、110kV智能变电站的设计
2.1智能化一次设备
（1）为了迎合需要，通常将电子式传感器应用于110kV智能化变电站的主变压器侧部，从而实现光纤信号的传输，从而以胶结方式连接光纤和磁光玻璃，极大的降低了维护的周期，摒弃极大的提高了闭环控制的精准性以及动态特性的控制。
（2）当前的110kV供电系统中，普遍使用中置式真空开关柜，这种装置的出线保护测控装置比较分散，因此智能控制终端将会极大的改善这一现状，从而规避了每一个出线部位的安全隐患。
2.2网络化二次设备
（1）站控层设备。网络化站控层设备通常应用于无人值守的站控监控室，通过结合智能化设备，从而实现智能的管理与控制，站控层不仅能够方便管理及控制智能设备，还能够极大程度上实现智能设备的诸多功能，从而对变电站的全部设备进行网络化管理。
（2）间隔层设备。当前的间隔层主要包括计量系统、检测系统、保护系统以及录波系统，在站控层失效后，间隔层易燃可以独立的对本层设备进行监控。需要将间隔层配置数字接口处配置专门的控制设备以及保护性设备。
（3）过程层设备。目前的过程层设备主要是一对一进行连接的，相当于过渡结合面，尽管如此，也具备一定的自我描述以及自我检测能力，与此同时，过程层设备也应用通用的通讯协议，从而实现设备的自我监控，并且将采样信息向多个二次设备进行共享，智能变电站的保护装置可以将站控层智能终端通信得以实现，并且一对一进行总线接口的对接，从而在设备故障时能够确保及时跳闸，确保只能变电站平稳运行。
三、110kV变电站设计的可靠性研究
3.1完善变压器配置保护
一般来说，变电站在进行配电的过程中往往需要限定电压的额度，只有适合的电压范围才会促进电力系统的正常运转，如果说电压出现过载或者不足的情况就会对电力系统的运转造成影响。而调节电压的功能是由变压器系统来提供的。
因此，变压器系统可以说是整个变电站继电保护系统中必须要重点保护的。如果说变压器系统能够正常运行的化，也就意味着整个继电保护系统发挥了其应有的作用和功效。所以说智能变电站继电保护系统为了保证变压器系统的安全性，在配电保护的构成中采用的是分布式配置，这样就能够分散变压器系统的压力，从而保护变压器在电力调节的过程中不会承受过分的压力而导致电压超载或不足。
3.2提高可靠性的手段
（1）采用电压限定延时方式
当智能变电站处于正常的运行模式时，因电流等外部因素的作用，经常会出现外部断路的情况，引发过负荷电流现象的出现，很容易在变电站系统出现外部故障时，发生跳闸现象，影响继电保护的可靠性。采用电压限定延时的方法，即测量出变电站中各线路通过的电流量，当发生过负荷电流现象时，及时发出警报和执行保护的命令，提升其继电保护系统的可靠程度。
（2）完善线路保护方案
笔者已经在上文论述过，电力系统的大部分线路保护配置都是利用纵联差动的保护方式来对电力系统进行有效保护的，所以电网建设中可以为电力系统中的变电站、发电厂和高低压配电等提供相对完善的配电线路控制保护方案，保证电力系统安全稳定运行，提高配电保护系统的可靠性。
（3）转变管理模式
在传统继电保护系统不能满足时代发展的前提下，转变继电保护的管理模式显得尤为重要，要在管理模式上转变，就要正确认识智能电网本身的背景意义，熟悉有关的技术规定，充分认识保护工作的重要性，全面的实施智能化决策管理工作，不能被动的接受和适应，需要主动创新和发现。
四、结语
综上所述，110kV变电站电力系统其内部结构非常复杂，对保证其安全运行有很大影响，而电能的使用是人们日常生活和工作的必要保证，电能使用安全也是人们越来越关注的问题。随着科学技术的不断发展，各种新型技术被应用到电力系统的开发和维护中，而我国目前对于变电站设计可靠性的研究尚处于初级阶段，相关单位应加强相关研究。
参考文献：
[1]刘守刚.110kV智能变电站设计及其可靠性分析[D].华北电力大学，2012.
[2]景琦.智能变电站继电保护可靠性评估[D].华北电力大学，2015.
[3]胡凡.智能变电站二次系统可靠性评估[D].山东大学，2015.
作者介绍：
尹磊（1983.9.7），性别：男；籍贯：山东潍坊；民族：汉；学历：本科、学士；职称：工程师；职务：设总；研究方向：总图及电力；单位：潍坊五洲和兴电气有限公司；
论文作者:尹磊
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第16期
论文发表时间:2018/1/19
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