摘要：随着社会经济的不断发展与进步，变电站设计智能化愈发引起人民的关注，其能够有效提高变电站运行实施的效率，本文以220kV变电站智能化设计为研究对象对智能化变电站设计过程进行了深入的分析与研究，以期能够为变电站智能化设计提供相应的借鉴作用。
关键词：220kV变电站；智能化；设计
1.智能变电站概述
（1）智能变电站的基本概念
智能变电站是为实现全站信息数字化、网络化为基本要求，通过采用先进可靠的智能设备实现对信息的采集、计量、智能调节控制及协同互动等高级功能的变电站。
（2）智能变电站的构成及特征
智能变电站是能源转换和控制的核心平台，其可以有效的对发电、输电、变电、配电、用电和调度六大关键环节进行衔接，从而实现风能、太阳能等能源接入电网。
1）智能变电站的技术特征
智能变电站主要的技术特征包括平台网络化、信息共享化以及数字化以等技术特征。
①平台网络化
平台网络化主要是利用标准化网络通信体系实现全站信息的网络化传输，其可以根据需求的不同灵活选择网络拓扑结构，利用光缆减二次回路连线数量，发送至测控及相角测量等装置，实现数据共享，提高了系统的可靠性。
②信息共享化标准化
信息共享标准化是通过统一的方式将数据按照规定的格式、编号进行存放，从而实现变电站内外的信息交互和信息共享。
③数字化
智能变电站信息数字化是指通过信息网络管理，实现数据采集、传输、处理等工作，提高数据处理速度。
2）智能变电站的功能优势
智能变电站从实际业务需求出发，将技术、经济及管理问题进行统筹规划，从而实现对数据的统一采集和处理，提高智能电网全景信息感知力，实现变电站智能化目标。
智能变电站的功能优势
2.220kV智能变电站设计思路
（1）智能变电站设计的关键因素
1）一次设备智能化
一次设备智能化设计是智能化变电站设计的首要因素，应做好电子式互感器、智能化开关及合并单元等部件的设计工作。其中电子式互感器可以缓解或消除变电站电磁式饱和问题。合并单元可以解决数据采集投资浪费问题。网络化可以减少电缆的铺设数量，解决二次电缆交直流串扰问题。
2）二次设备网络化
二次设备网络化主要是为了满足光电式互感器、智能化一次设备及通讯规则的需求而有针对性进行设计，以实现资源共享。
3）运行管理系统自动化
变电站运行管理系统自动化是指自动化系统能够在设备发生故障时，快速对发生故障的原因进行分析，并给出处理措施，减少人力、物力、财力的投入，提高工作效率。
（2）智能变电站的一次设备选型
1）智能变电站一次设备选型的注意事项
智能变电站一次设备选型应注意以下几个方面：
首先，明确一次设备设计在智能变电站设计过程中的重要性，其主要包括电压等级、冗余度以及故障影响因素等。
其次，自动监测技术及宿主设备的可靠性设计。
最后，自动监测技术的使用成本、替代方案等。
2）智能变电站的一次设备选型设计
①变压器
变压器智能化是通过在变压器上增加智能组件，利用传感器、执行元件及变压器共同作用，将三者合为一体，实现数字化测量和网络化控制。变压器智能组件通常包括冷却装置、有载分接开关、监测功能组件、非电量保护装置、测量组件、局部放电组件、溶解气体监测组件、绕组光纤测温组件以及合并单元等。其中冷却装置、有载分接开关、监测功能组件、非电量保护装置、测量组件为变电站智能化的必选组件，有载分接开关和测量组件可以根据变电站智能化程度的不同而选择性的进行安装。测量组件和溶解气体监测组件的选择应与监测功能组主合并。
②传感器
传感器是一次设备状态的感知元件，其可以将一次设备的状态信息转化为智能组件的可测量信息。在传感器接入时既要保证其灵敏度满足一次设备的全覆盖检测，又要具有较强的可操作性和经济性，根据工程实际情况确定传感器的类别，，在传感器选择完之后应通过理论计算的方法，确定传感器的数量及安装位置，使其达到最佳性价比。
3）电子式互感器与数字采样技术
①电子式电流互感器
光学电流互感器设计是根据光波物理特征、参量等变化情况的不同，采用与之相适应的光强度、波长、以及偏振调制等不同类型。
②电子式电压互感器
电子式电压互感器主要分为光学电压互感器及阻容分压型电压互感器。光学电压互感器主要是利用电光、逆压以及干涉等方式进行调制，使输出量正比于被测电压。阻容分压型电压互感器。采取分压电压，将光信传输至二次转换器，对被测电压进行解调。
（3）智能变电站自动化及辅助二次系统选型
1）智能变电站自动化系统结构
①网络总体结构
智能变电站网络总体结构主要分为线型、星型、环型。
星型网络拓扑结构是通过总交换机将各交换机进行分层联系，实现系统的统一性。
环型网络拓扑结构是采用环形的方式将各交换机进行相互连接，进而构成一个闭合的环行，使系统闭合。
总线型拓扑结构是以公共总线媒介将各个节点与相应的硬件进行接口并与总线相连。
②过程层结构
在过程层网络结构设计时，应综合考虑网络的流量、延时时间等因素，减少交换机、光纤以及其他可减少设备的数量，降低变电站全寿命周期成本。
2）智能辅助二次系统
时间系统的精确度是保证变电站智能化运行的重要措施，可以根据变电站智能化程度的不同选择。第一，使用SNTP时，时间同步系统应选用IRiG-B。第二，当采用站控层使用对时时，时间同步系统应选用IEE1588对时。
3）交直流一体化电源
交直流一体化电源系统设计应保证电源设计的科学性，保证各电源相互兼容，进而促使设备运行状况和信息数据能够及时上传至控制中心，实现对电源系统的远程监控维护管理。
结语
智能变电站是目前变电站应用的主流方向，其有效避免了传统变电运行过程中的各类问题。本文首先智能变电站的概念及特点，然后对智能变电站设计过程中各个组成部件进行了渗入的分析与研究。
参考文献：
[1]陈文升，钱唯克，楼晓东.智能变电站实现方案研究及应用展望华东电力，2010，38（10）：1570-1574
[2]张文亮，刘壮志，王明俊等.智能电网的研究进展及发展趋势电网技术，2009，33（13）：1-11
论文作者:李多强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 组件论文; 电压互感器论文; 信息论文; 结构论文; 《电力设备》2018年第19期论文;