摘要：随着科技时代的到来，智能化设备在各个领域也得到了广泛应用，无论是生活中还是工作中，智能化技术随处可见。而110kV智能化变电站就是依靠先进、可靠、环保、低碳的智能化设备进行各项功能的运作，其运作原理是通过全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等作为依据，将自动完成采集信息、测量、保护、检测等一系列基本项目。然而现阶段在110kV变电站中智能化的应用依然存在一些问题，间接影响变电站各项功能的运行。
关键词：110kV智能化；变电站；建设技术；研究
导言
随着科技的发展，变电站也在不断发展进步，首先由分站采用集控屏方式改造为四遥变电站，四遥变电站在运行的过程中往往出现一些不尽如人意的地方。如事故信号的问题，有关GPS对时的问题，监控程序稳定性的问题，通道稳定性问题等。为了解决上述问题，满足社会需求，变电站的发展越来越趋向于智能化一体化，于是智能化变电站不断出现并广泛应用。智能变电站就是依靠先进、可靠、低碳、环保的智能设备，依据全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等作为标准，自动完成信息采集、测量、控制、保护、监测以及测量等一系列基本功能。在运行的过程中，根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策以及协同互动控制等高功能的变电站。文章主要是分析了110kV智能化变电站的结构特点，阐述了110kV变电站建设中所用的一些关键技术，并提出了如何对智能化变电站进行调试。
1 110kV智能化变电站的特点及网络结构
1.1 110kV智能化变电站的特点
智能化变电站的特点主要体现为以下几点：1）一次设备智能化；2）二次设备网络化；3）全站的信息数字化；4）标准化共享的信息；5）运行控制全自动化；6）高级应用具有互动性。其中，一次智能设备主要有电子式电流互感器、全光纤式电压互感器、合并单元、智能终端以及智能组件、在线监测设备等。二次设备网络化指的是全站的设备形成了三个等级，即站控层、间隔层、过程层，且全站的设备都遵循IEC-61850规约。在三个等级层次中，站控层采用MMS网络，间隔层采用GOOSE网络和SMV网络，过程层与间隔层相同，双网配置并相互独立。基于上述的结构特点，全站的信息就实现了数字化、标准化。此外，站控层还形成了一体化的信息平台，在这一信息平台中对全站的数据进行整合，产生多种高级的应用。如程序化控制、视屏联动、信息分层、智能操作票以及智能警告等多领域的应用。
1.2 110kV智能化变电站网络结构的改造
110kV智能变电站的设备层主要完成测量、控制、保护、检测、计量等工作，其功能相当于数字化变电站的过程层和间隔层。除此之外，智能变电站还要实现信息共享、设备状态可视化、智能告警、分析决策以及高级智能应用等功能，这一部分相当于数字化变电站的站控层。对变电站进行智能化建设改造，首先要明确的工作就是要确定好改造后的网络结构。一个比较完整的智能化变电站的网络结构如下所示。
智能化变电站系统所采用的结构是分层的，主要有间隔层、过程层以及站控层。其中，间隔层与站控层之间主要传输MMS和GOOSE两类信号；过程层网络与间隔层网络之间传输GOOSE信号和SMV信号。在对110kV智能化变电站的网络结构进行建设和改造时，要对以下几个问题加以警惕：
1）110kV智能化变电站网络结构冗余，这一特点十分重要，较适用双星型结构，其运行方式为双网双工方式运行，从此网络的冗余度得以提高，实现了网络的无缝切换功能，避免了一套网络在其中运行。
2）GOOSE信号和SMV信号可以分别组网，也可以合并组网，为了确保智能化变电站网络的实时性和可靠性，根据网络中的流量和传输路径可以将整个网络结构分为若干个逻辑子网。根据以往的经验，采用分别组网，可以保证GOOSE网络的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 110kV智能化变电站建设中关键问题分析
2.1电子式互感器接入合并单元的规约问题
以我国华东地区某省一座110kV智能化变电站为例（下称为A地区），其站电子式互感器标书主要有电流互感器和电压互感器两部分，其中合并单元纳入电流互感器标书，但是由于这两部分的厂家不同，现在有的厂家电子式互感器的输出是私有规约，输出的不是标准的FT3格式，这样会带来电流、电压互感器厂家之间的困难。经多次研究，对于上述问题的解决方案为电压互感器输出信号，然后再将该输出信号以FT3格式接入到电流互感器的合并单元。这一方案解决了电压互感器信号接入合并单元的问题，但仍存在以下几种问题：
①这种方案需要增加合并单元的数量，这样会增加智能组件体积。②电压互感器输出的中间环节比较多，这样会带来延时问题，因此必须解决好电流、电压两者的同步问题，如果不及时处理，会带了一些负面的影响。③在厂家之间往往出现一些相互推诿责任的现象。根据Q/GDW441-2010《智能变电站继电保护技术规范》中的要求“电子式互感器能真实地反映一次电流或电压，额定的延时时间一般小于等于2m/s”,这一规定要求从电子式互感器的传感元件到合并单元输出的延时时间控制在2m/s内。黄屯站电压互感器输出的全部的延时时间也要控制在2m/s内。
2.2单母线分段接线方式对电压互感器、保护装置的要求
在城区负荷中心建设110kV智能化变电站，可以利用110kV/10kV降压变向周边用户供电。对于建设终端变电站，110kV配电装置可以考虑采用线路变压器组接线方式，10kV侧按单母线四分段，每一段母线带12-13回出线；110kV出线终期可以考虑用4-6回，单母线分段接线。主变容量要考虑按终期4×50MVA设置。如果10kV侧的母线分四段，每一段母线带13-14回出线，若是10kV侧的单母线按照八分段环形接线考虑，每段母线带7回馈线。#2、#3主变10kV侧可以使用交叉供电，这样可以有利于保证供电的可靠性。在10kV分段开关处安装设备自投装置，可以保证110kV线路或单台变压器运行时的可靠供电。
2.3数字电度表
A地区的智能化变电站电度表与合并单元之间采用的规约是IEC60044-8（FT3），采用B码对时。由于电度表本身存在一些缺陷，如没有同步功能，电流、电压信号的同步必需要在合并单元中实现。再者，由于110kV采用扩大内桥接线，此结构不能在合并单元中实现合并电流的功能，所以，主变高压侧电度表采用的计算值是“线路电度表+桥回路电度表”二者获得的。
2.4建设中的其他相关问题
1）如何设置开关柜二次室。智能化变电站中，一般在开关柜二次室安装的设备主要有电度表，一体化智能装置、交换机以及光纤熔接盒等。开关柜二次室与常规的开关柜相同，空间比较小，不能够满足智能化变电站的需求。为此，A地区智能化变电站单独配置了一面交换机屏。这样可以使得智能变电站开关柜二次室的空间变大。
2）如何处理智能化变电站组件柜内光纤的熔接。智能化变电站中使用的智能组件一般是由多方厂家的智能装置组成的，智能装置都附带着光纤熔接盒。这么多的熔接盒容易带来一些不必要的麻烦，为了简化熔接盒的数量，该智能化变电站进行了统一规划，要求所有的柜内熔接盒均由自动化系统厂家提供，并负责现场对光纤的熔接。
结束语
综上所述，智能化技术无论是在变电站中或者是其它相关领域中都将是不断引领社会发展的必然趋势，它是一个全新的里程碑。而110kV作为电力系统中重要组成部分，会随着电力系统的不断发展发挥其更大的社会价值，因此，智能化技术人员一定要将智能化变电站的建设逐步完善，从而为电网智能化的发展打下扎实基础。
参考文献
[1]肖艳利.基于云模型的智能变电站建设项目综合评价研究[J].中国电力企业管理.2016(06).
[2]丛雪芹.智能变电站建设的发展趋势探究[J].中国电力教育.2013(27).
[3]胡刚,滕奉霞,董雪峰.110千伏智能变电站建设管理制度的规范化整理[J].科技创新导报.2013(31).
论文作者:张延明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
标签：变电站论文; 智能论文; 电压互感器论文; 母线论文; 电度表论文; 网络论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第16期论文;