110kV智能化变电站设计
110kV智能化变电站设计
发表时间：2017-06-14T13:51:44.387Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：谌毅[导读] 必须不断增强智能变电站技术的研究，从而满足智能电网系统的智能变电站更高层次的运用需求，推动智能电网的迅速发展。
（广州启弘电力工程咨询有限公司 510655）摘要：随着电力工程建设规模的逐渐扩大，智能变电站建设过程中出现的问题逐渐增多，所以，必须不断增强智能变电站技术的研究，从而满足智能电网系统的智能变电站更高层次的运用需求，推动智能电网的迅速发展。
关键词：110kV；智能变电站；设计 1 110kV智能变电站设计 1.1 关于智能化一次设备的选择
在110kV 智能变电站设计中，要重视智能化一次设备的选用。对于110kV主变的任何一侧，应采用电子式的互感器。无源电子式互感器的特征与作用是所有互感器中最为强大的一种。以光电式的电流互感器为例，其主要运用法拉第磁光效应原理，线性偏振光的偏振方向在经过磁场环境介质时，会发生变化，此时的旋转角为：
θ=V?Hdl （1）式中：V为光学材料维尔德常数；H为磁场强度；dl为光线所要通过的路径。同时，如果设计的光路是一种闭合回路，依据物理全电流原理可依据计算得出： θ=V?Hdl=Vi（t）（2）在测量出法拉第旋转角时，可通过式（2），计算磁场强度，然后计算磁场电流。此种智能化一次设备具备强大的电磁兼容性能，无需向传感头提供电源，且还应选用光通信信号进行输出。智能终端可作为一次设备的智能化接口，实现智能设备基本功能。
1.2 采样就地数字化的设计
通常选择电子式互感器结合常规互感器的方式设计110kV智能变电站的采样就地数字化，并使其成为一个单元，从而满足采样就地数字化要求。体积小、线性度好等是电子式互感器的优势，因此其可防止传统互感器绝缘油爆炸等高危问题，减少金属材料的使用。
1.3 相关网络构架方案
在设计网络构架时，应采用传输速率超过100Mb/s的高度以太网，且还需确保全部设备都有专属的通信接口。同时，规约必须是基于IEC61850的。网络构建逻辑作用主要由过程层、站控层、间隔层构成。其中，单星型是站控层网络拓扑设计时常采用的结构，然后利用一些交换设备来建设站控层单以太网。同时，采样数据网、GOOSE 网共同构成了过程层，虽然其在物理上相互独立，但拓扑结构与站控层均为星型。对于GOOSE控制网，其不仅需要满足IEC61850 标准的要求，还必须是工业级的网络交换设备，从而建设主变控制网。
2 实例分析110kV智能变电站设计 2.1工程概述
某110kV变电站断路器为隔离式，110kV母线为GIS绝缘管母，35kV、10kV则为气体绝缘成套开关柜。电气二次设备采用一体化的业务平台及层次化保护，且一体化业务平台采用了“三层一网”结构；对于层次化保护，则采用了就地级、站域级保护。对于变电站的构建，均采用预知舱式，且各功能房间均选用预制集装箱舱式功能单元。此外，在将全部的配电设备、二次设备都装入变电站工厂化之后，可直接将其运往建设现场进行定位安装操作。
2.2 电气一次设计
2.2.1 电气主接线
①对于主变压器，应当选择2×31.5MV?A的三相三绕组有载调压变压器；但从长远角度来看，应当选择3×50MV?A的三相三绕组有载调压变压器。②对于110kV接线，本期及以后都应选用单母线分段接线。对于其配置，不能选用线路（主变）侧及母线侧隔离刀闸；本期（远期）出线2回（4回）。③对于35kV主接线，应选用单母线分段接线，并确保出线5回；而对于远期，则应当选用单母线三分段接线，并确保其出线9回。此外，对于10kV主接线的选用，依据本期需求，应尽量选用单母线分段接线，且出线10回；而对于远期，则应选用单母线三分段接线，并保证出线18回。
2.2.2 主要电气设备选择
（1）智能化变压器智能化变压器容量为31500kV?A，型号为SSZ10-M-31500/110三相三绕组全密封自冷有载调压电力变压器。对于其实际参数，具体如下：额定电压比为110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV；联结组别为YN、yn0、d11；短路电压为U1-2%=10.5、U1-3%=17.5、U2-3=6.5%。
（2）110kV 配电装置 110kV配电装置包括以下设备：瓷柱式集成式隔离断路器、SF6气体状态及机械状态监测系统以及集成电子式的电流互感器与接地开关。此外，对于110kV母线，应当选用气体绝缘母线，并在其内部进行电子式电压互感器、接地开关以及隔离开关的设置。
（3）35kV、10kV 配电装置 35kV 配电装置如下：配电装置室、设备一体化预制舱；气体绝缘开关柜，开关柜二次设备与开关柜一体化集成优化设计；在进线部位配备电子式互感器。对于其他回路，需配置常规互感器；对于预制舱部位的空调、综合环控、风机、照明以及防火报警等系统，需要进行接入智能辅助系统操作。对于35kV主变、分段回路，应当采用额定电流为2500A的大电流柜，对于开断电流，应确保其为31.5kA，而对于其他的回路，则需要确保其开断电流为25kA。10kV配电装置选用如下：固封极柱式断路器；主变及分段回路应为额定电流为3150A的大电流柜；对于其开断电流与其他回路开断电流，应保证为40kA、31.5kA。对于10kV 的Ⅱ、Ⅲ段，应配备100kV?A站用变压器。
（4）无功补偿装置对于无功补偿装置，应当选择小型产品的集成式高压并联电容器装置，此装置组成主要为集合式电容器、油浸式串联电抗器等。此外，对于其电抗器，应当按照5％来配备铁芯电抗器。
2.3 二次系统