摘要：随着我国经济的发展，智能化变电站发展的也越来越完善。当前主要的变电站形式就出现了两种，常规式变电站和智能化变电站。常规式变电站的缺点很多，主要表现为建设投资资源多、调试复杂、系统交互性操作困难、标准规范不够完善等等。电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用，大大推进了我国变电站建设技术的前进。为了优化变电站配置，以提高电网运行的稳定性，笔者在文中探讨110kV智能变电站的设计问题，并对其可靠性做出分析。
关键词：110kV；智能变电站；设计；可靠性
引言
社会经济的快速发展，变电站逐渐走向智能化和自动化的发展。在传统的变电站设备管理中，有很多人为操作引起的失误，也有很多当变电设备损坏之后没能及时进行维修所引起的事故。只有在今后的工作中对智能变电站的设计不断地进行优化，才能将这些问题消灭在萌芽之中，促进我国电网的可持续发展。
一、智能变电站的基本概述
智能变电站就是使用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以建设全站的信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，在自动完成信息采集、测量、控制和保护、计量等基本功能，还具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。智能变电站作为一种新兴的变电站形式，是在数字化的基础上，对整个电网的运行进行控制。
二、110kV变电站智能化设计
（1）智能化一次设备的使用
10kV智能变电站的一次设备智能化设计根据实际应用的需求，在110KV智能化变电站的变压器中采用电子式传感器，通过传感器传输光纤信号，将光纤和磁光玻璃以胶结的形式联合控制，能够有效缩短变电站的维护周期，同时能够实现对闭环回路的精确控制，实现了电路的动态控制。在一次设备智能化设计过程中，采用智能化断路器，用智能化控制替代传统的机械断路器和继电器，提高了系统的智能化程度和可靠性。在其它一次设备不变的情况下统一智能化接口，最终确保电力系统的稳定性和可靠性。在110kV智能变电站的供电系统中采用中置式智能真空开关柜能够有效保证智能终端配置在主变压器的低压一端智能保护监测出线电流和电压，使系统中的各项参数满足系统使用要求，避免所有出线柜都要单独配置智能终端的缺陷。
（2）二次设备智能网络化
站控层设备的网络化在原有站控层管理的基础上建立一个自动化监控室全程监控智能变电站的运行，结合变电站智能化的设备将智能控制和自主管理变为现实，同时工作人员在站控层设备中也能够得到良好的工作环境与更加科学化的操作模式，方便了管理智能变电站的设备同时，更提高效率为城市电网的稳定性提供了保障。间隔层设备的网络化间隔层涵盖了监测、计量、录波和保护系统等多方面操作组成，所以在整个系统操作中占据着非常重要的地位。所以在间隔层的监控系统失效后，必须仍能够满足独立监控本层其他设备的职能需求，故而必须设置专门独立的控制设备与保护性设备，且全面覆盖于间隔层的区域，确保实时监测与间隔层的设备正常管理。过程层设备的网络化过程层中的设备有相互的独立性与关联性，故而在运行中非常复杂，所以在此处必须着重强调设备的过渡与自我监测的效能，这样才能够实现设备独立自检的可能性，免去了人工检查的繁琐，同时，更能够通过科学手段将设备的采样信息共享到其余多个设备中进行统筹，并在变电站通用协议的范围内，简化管理人员与系统数据的工作流程。
（3）采样就地数字化的设计
在110kV智能变电站的采样就地数字化设计中，采用的设计方式是将电子式互感器与常规的互感器相结合，使其成为一个单元，实现采样就地数字化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在此设计中，应当考虑以下几方面的问题，例如，计算和分析铁芯、铜线等的使用量，最终才能决定选择什么形式的互感器，实现智能变电站低碳环保的设计理念。通常情况下，电子式的互感器的优势是体积比较小、抗饱和的能力较强、线性度较好等，能够有效避免类似传统互感器出现绝缘油爆炸、CT短线导致的高压危险等一些缺陷性问题，而且还在很大程度上节省了金属材料。另外，要想实现采样就地数字化设计，还要考虑其中涉及到的技术是否先进，经济优势是否明显，即其性价比是否合理，运行、操作是否合理、简便等，从而选择最有力、最合适、最科学的互感器。当然，在作出选择之前，要合理、细致、科学地比较多种产品的属性，之后再作定夺，以实现采样就地数字化设计的最终目的。
三、110kV智能变电站可靠性分析
（1）智能变电站的设备组成
智能化的变电站在通信网络与光纤等连接上，有很多连接的手段与物理部件共同组成，而主要设备有以下几方面组成：集线器集线器是简单多端口装置，由某端口进行信息的收集，再向其他的端口进行广播，而网络模型物理层不需要数据进行传输路由的确定，通过以太网平均故障的时间间隔，一般MTBF时间为118.9年。交换机以智能的多路交换机装置实现对端口数据的监视，对属性进行判断，网络模型数据层的数据包不完整或者无法解释时，交换机就不再广播。数据完整时，交换机就可以按照数据包地址上的信息进行广播，而交换机装置MTBF一般是11.5年。路由器智能多路交换机的装置可以连接两个网络，而网络模型设备中的路由器可设置为忽略内断网的通信状况，把互联网通信送达目的地，路由器MTBF一般时间是9.5年。
（2）设备的可靠性
由于智能变电站的一次设备通常采用智能化断路器，所以应用其自动化控制等其他技术可以极大程度上完善智能变电站信息数据的收集工作，从而能够全面的判断系统故障，并且为处理系统故障提供了基础工作，极大的降低了系统故障对于智能变电站的影响，并在一定程度上延长了电子互感器的寿命，满足了智能变电设备所对于使用周期的要求，并且降低了智能变电所设备维护的成本以及管理难度，从而确保智能变电所的运行可靠。
（3）相关网络构架方案
网络构架方面的设计应当使用高速的以太网来实现，它的传输速率不能低于100Mb/s，而且还要保证所有的设备都有其专属的、相应的通信接口，规约应当支持IEC61850，从逻辑功能上看，整个网络的构架是由3个层面组成的，分别是站控层、过程层和间隔层。在设计站控层的网络拓扑时，采用的结构为单星型，它的交换设备采用的是常规的工业级工作组，从而构成站控层单以太网；过程层是由采样数据网和GOOSE网构成的，这两个结构在物理上呈现出相互独立的态势，其采用的拓扑结构与站控层类似，都应当是星型的。GOOSE控制网要符合IEC61850标准，并且要是工业级别的网络交换设备，这样才能构成针对主变的相关形式的控制网。另外，由上述规定型号构成的GOOSE控制网，它的工业级网络交换设备还必须要支持GOOSE技术。在保护双重化时，相应的设计内容要满足双重化配置的过程层网络，继而满足继电保护点对点直跳、直采，满足继电保护双重化的配置在两个过程层网络中完全独立的原则。
四、结语
综上所述，智能变电站是电网建设和改造中转换和控制能源的核心平台，110kV智能变电站技术不仅能为电网运行的安全稳定提供数据基础，也为智能电网的高效和自愈提供了技术支持。
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论文作者:靳毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
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