摘要：阐述了35千伏智能变电站的构造模式、特点，相比传统综自变电站的优越性。分析在35kV变电站系统中故障录播系统、站域控制系统、就地智能化系统、全站对时系统及SVQR调压式无功自动补偿系统的应用。在35kV输电网终端配置智能变电站需解决的关键技术问题。
关键词：智能电网；故障录播；SVQR无功补偿；测量数字化
1、东亭智能变电站简介
35千伏东亭智能变电站，位于安徽省宣城市广德县东亭乡东高路旁，总投资837万元，变电站生产区面积988平方米，厂房面积219平方米，是安徽省首批35千伏智能变电站试点工程之一。
本站充分吸收110千伏及以上智能变电站在设计、建设等方面的经验，但在农网变电站智能化功能选择上有所侧重，使变电站建设既体现智能化特点，又满足农网发展和管理需要。35千伏、10千伏设备全部采用电子式互感器，实现数字化，并依据IEC61850标准，采用智能化在线监测系统、一体化平台、一体化站用交直流系统，实现智能电气设备间信息共享和互操作功能。
2、35千伏智能变电站相比普通综自站的优越性
35千伏东亭智能变在常规站的基础上增加了电子式互感器、在线监测系统，实现了一次设备智能化、二次设备网络化及数据共享，通过高级应用功能实现变电站的智能化运行及管理。主要特色是在满足安全可靠运行的前提下，采用智能化、集成化的建设模式，突出设备的集成和信息共享，减少设备种类和数量，压缩变电站的建设成本。
2.1智能监控系统 除了完成变电站就地运行监视和控制外，还集成实现了微机五防和操作票功能，所以站内不再配置独立的五防主机。而且，除了变电站运行数据外，还可以实现设备状态监测、故障录波等功能。如开关柜温度、避雷器泄漏电流、动作次数等监测数据。
2.2 集成保护系统 通过光纤，采用点对点方式直接与各个间隔的智能监控终端相连，全站保护只用一台装置就可完成，备自投、接地选线这些功能也可一并实现。施工工作量降低，每个间隔只需要6根光纤。为了保证系统的可靠性，配置了2台集成保护主机完全独立冗余运行，实现双机双网备用。而且定值的输入全部在后台机和集成站域保护主机上完成，极大地简化了操作，提高了定值输入的准确性。另外变电站采用了IEC61850通信规约，定义了统一的标准化信息模型，增强了设备之间的互操作性，可在不同厂家设备之间“无缝对接”，便于设备维护和更换，也为今后的设备升级改造提供了更大的空间。
2.3 站域控制功能 站域主机在实现跨间隔保护的同时能够实现跨间隔优化控制，在不增加设备的情况下实现小电流接地选线、低周低压减载、备用电源自动投切、故障录波等功能。
2.4 就地智能化装置 同时具备合并单元和智能终端的功能，具有很高的集成度，能把互感器信号、开关信号和刀闸信号通过1根光缆传到主控室，所以每个柜子与主控室连接只有一根光缆和一根电源电缆，施工时非常方便。
2.5 全站对时系统 采用双时钟信号源，可同时接收GPS和北斗的时钟信号，一路故障另一路自动投入，对时方式采用全站同步的B码格式，对时信号通过光纤分发给各个智能监控终端，保证采样的同步性，全站对时误差小于1us。
2.6 计量、测量系统 35千伏系统采用了充气式封闭式开关柜及电压、电流分体式电子式互感器；10千伏系统采用了固定式铠装高压柜及电压电流组合式电子式互感器；整个变电站没有独立的PT柜和户外PT间隔，同时也不再需要消谐、PT并列这些装置，这样，我们在维护时不用关心影响PT二次电压。电子式互感器还解决了饱和问题、CT开路的问题，而且，因为精度高，不需要再配置独立的计量绕组，也不需要配置独立的零序互感器。选用集中组屏安装方式，采用数字式电度表和电量集抄装置，电度表与高压柜连线只需要一根光缆，不再需要电流电缆和电压电缆，这样既便于计量管理，还使通讯线、电源线尽量简化，施工非常简单容易。
2.7 一体化电源系统 除了能完成保护设备和开关所需要的装置电源和操作电源外，还配置了逆变电源给监控、数字式电度表和调度通讯系统，同时这套电源系统也具备交流监测、直流监测、均浮充管理、绝缘监测、空开状态监测和电池巡检功能，可对故障点进行精确定位，将结果显示在控制屏，节省故障排查时间。
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2.8 SVQR调压式无功自动补偿系统 针对广德农网无功调节难度大的现状，东亭智能变在县内首次应用了SVQR调压式无功补偿装置。通过端口电压的自动调整，使得在变电站分列运行时可实现9档调节，并列运行时调容范围甚至可达到18档，这是传统的变电站无功补偿不可能实现的。在采集方式上，新式补偿装置可以直接通过网络从系统中获取电压、电流和无功数据，保证了采集的精确性和实时性。
3、智能变电站的五大特点
变电站采用“三层两网”的分层分布式设计，大量集成应用智能一次设备、电子式互感器、一体化信息平台等智能化关键技术，满足了智能电网“自动化、信息化、互动化”的功能需求，具有“测量数字化、控制网络化、信息互动化、状态可视化和功能集成化”等特点。
3.1测量数字化 电子式互感器能够通过模数转换器，将模拟量信号直接转变为数字信号。同时，光纤通信缆和SV采样网络构成了新型数字化传输体系，使得保护、测量、计量、录波等数据得以即时传输，并通过网络实行数据共享。
3.2控制网络化 变电站采用网络化控制原理。站内“三层两网”分布式结构和相应智能化组件，使得控制命令可以通过MMS网络和GOOSE信息网络直接传递，并可根据需要完成实时自动控制和智能调节。
3.3信息互动化 通过一体化信息平台的搭建，采样信息和故障报文会在第一时间上传到监控中心、调度中心和计量中心等部门，以便各部门共同对数据进行分析与处理，实现设备与设备、变电站与电网调度之间的信息互动。
3.4状态可视化 东亭变拥有视频探头、温度传感器和避雷器在线监测系统等多种设备，对变电站运行状态实施数字化监控，进而实现设备状态可视化、智能告警及综合分析决策等高级应用，为设备的状态监控和优化管理提供了大量的基础数据。
3.5功能集成化 通过集成化的站域保护主机和智能终端的应用，使得信息采集、测量、保护、控制、计量和监测等基本功能实现了统一的整合 。
4、35千伏智能变电站的展望
东亭变结合了高电压等级智能变和常规综自系统运行经验，融合了工程实践、技术积累及实际需求，采用集成式一体化解决方案，可实现全面数字化、智能化、网络化。随着试点工程的逐步完善，东亭变将逐步实现以下功能和高级应用。
1）电能质量分析。可对全站各条线路电能质量进行实时监测，并给出合理化的治理方案。
2）辅助系统智能化。跨领域高度融合、辅助系统协同互动，与视频系统、安防系统、环境监测系统协同互动；
3）智能告警与分析决策。根据告警信号的重要性，对告警进行分类处理和专家推理；建立变电站告警信息及处理方案专家知识库。
4）全景数据实现设备状态可视化，源端维护、顺序控制、可选配故障信息分析决策。
5）经济运行与优化控制。支持变电站系统层及智能电网调度层之间的安全经济运行及优化控制。
依托“智能配电一体化监控管理系统”，应用光纤通信、有载调容配电变压器、智能型低压配电箱、采集终端、馈线自动化、线路无功自动补偿等设备和技术，对东亭变10千伏出线进行智能化改造，安装智能终端，实现从变电站到配电线路再到配电变压器的实时监测，并利用对配网数据的采集、存储、处理，准确查找线损异常因素，减少电量损失，实现“判断隔离线路故障”、初步智能交互（欠费自动通知等）功能。最终形成以35千伏智能变电站为依托、10千伏智能配电台区为网架、400伏低压用户智能终端为基础的智能化雏形。
参考文献：
[1] 谢开，刘永奇，朱治中，等．面向未来的智能电网[J]．中国电力，2008，41(6)：19-22．
[2] 陈建民，周健，蔡霖．面向智能电网愿景的变电站二次技术需求分析[J]．华东电力，2008，36(11)：37-38．
[3] 帅军庆．创新发展 建设智能电网：华东高级调度中心项目群建设的实践[J]．中国电力企业管理，2009(4)：19-21．
论文作者:陈武,刘俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/22
标签：变电站论文; 智能论文; 系统论文; 设备论文; 互感器论文; 功能论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第25期论文;