110kV智能变电站设计实例

110kV智能变电站设计实例
作者：多健等
来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第04期
摘要：以XX 110kV变电站设计方案为实例，探讨智能变电站与常规变电站的区别，具体分析智能变电站的配置方案，为后续智能变电站设计提供参考。

关键词：智能变电站设计配置方案
1 智能变电站的设计实例
XX 110kV变电站是较早投入运行的智能变电站，其二次回路、组网方式、设备型式、在线检测与传统的综自变电站都有较大差异。

1.1 小庙智能变电站概述及方案综述规模：XX 110kV变电站规划为终端站，电压等级为110/10kV。

110kV采用扩大内桥接线，10kV终期采用单母线四分段接线。

最终规模安装3台50MVA变压器，110kV出线2回，10kV出线30回，每台主变10kV侧安装二组6Mvar电容器。

XX站智能化方案整体思路：
本站过程层保留常规电磁式电流互感器、电压互感器，通过合并单元就地把传统互感器的模拟量转化为数字信号传输给保护测控装置及其他智能电子设备；通过配置智能终端实现开关智能化，开关位置和跳合闸信息可以实现GOOSE传输；而间隔层和站控层间的IEC61850网络规约为智能电气设备之间的信息共享和互操作提供了条件。

XX站智能化的体现方式：①IEC61850通信规约的应用；②二次设备的网络化；③智能开关的应用。

全站统一采用IRIG-B码对时，对时精度可达到微秒级。

XX站110kV侧的配置思路：①110kV侧采用常规电磁式电流互感器、电压互感器，通过合并单元转化为数字信号，再将采样值信息以IEC61850点对点传输给各保护测控等间隔层设备。

②智能开关采用“RCS-9821智能控制单元+智能汇控柜”，实现了开关设备的智能化和过程层智能化。

③GOOSE信息通过GOOSE光纤双网实现，GOOSE组网跳闸；④110kV出线间隔、桥间隔智能终端和合并单元双重化配置（对应主变双重化的主后一体化保护）。

XX站10kV侧的配置思路：①10kV侧采用常规电磁式电流互感器，经低压保护、测控、合并单元、智能终端多合一智能装置接入常规模拟量并转化成数字信号供保护、测控使用，或
传输给数字化计量装置等；②10kV PT间隔采用常规电磁式电压互感器，经电压并列装置后把模拟量接入各间隔的多合一智能装置供保护、测控使用；③低压PCS系列保护测控装置就地安装于10kV开关柜中，就地操作开关实现开关智能化控制。

④主变10kV侧间隔的智能终端装置双重化配置（对应主变双重化的主后一体化保护），其余间隔单套配置。

XX站主变的配置：①每台主变配双重化的主变一体化保护装置；②主变智能单元、非电量保护及主变本体测控整合下放到主变旁的户外柜，非电量遵循国网要求直采直跳。

③主变中性点电流互感器采用常规互感器，二次模拟信号接入合并单元，转化为数字信号。

合并单元可就地放置于户外密封箱中。

1.2 方案介绍和配置本站系统结构：系统由站控层、间隔层和过程层三部分组成。

站控层包括监控主机、图形通信网关机、操作员工作站、远动主机、数据服务器等。

间隔层设备包括保护装置、测控装置以及其他智能设备。

过程层设备包括互感器、合并单元和智能单元等。

本站整体方案：站控层和间隔层通信方式采用基于IEC61850协议的双以太网连接。

过程层与间隔层网络化，智能终端与间隔层间通信采用GOOSE组网方式传输，过程层合并单元至间隔层采用IEC61850。

过程层互感器的配置：110kV配常规电磁式互感器，通过合并单元完成模拟量到数字量的转化。

合并单元配置示意图如下图：
1.2.1 主变配置方案。

主变采用双主双后的高配置，非电量保护及主变本体测控整合下方主变旁的户外柜。

非电量遵循国网要求直采直跳。

每台主变配置两台RCS-978双主双后保护，主变高压侧配置智能单元RCS-222，下放至就地户外柜；
主变本体配置一台智能单元RCS-222T（涵盖非电量和本体测控功能），下放至主变旁的户外柜。

主变低压侧智能单元RCS-9611S可提供：
本间隔的测控功能和操作回路，可以接收GOOSE网络的跳合闸命令实现就地低压侧开关分合。

主变配置示意图如图2：
1.2.2 10kV侧配置。

主变10kV侧的常规互感器信号经多合一装置转化成数字信号，送至主变保护装置RCS-978。

其他间隔常规互感器模拟量信号经转化成数字信号后供安装在本间隔开关柜上的中低压保护测控装置使用。

10kVPT柜中安装RCS-9663DII，且具有电压并列功能。

中低压RCS-9600系列保护、测控、合并单元、智能终端多合一装置就地安装在开关柜。

1.2.3 GOOSE网络的配置。

推荐采用GOOSE星型结构，避免采用环网可能产生网络风暴的问题。

见图3，推荐过程层GOOSE网络组两个独立单网。

2 结束语
目前，XX变电站已处于运行阶段，笔者详细分析了小庙变电站的设计方案，对配置方案进行了介绍。

总体而言，110kV XX变电站的设计方案达到了运行要求，为今后智能变电站的构建提供了参考。

参考文献：
[1]马仕海，荆志新，高阳.智能变电站技术体系探讨[J].沈阳工程学院学报：自然科学版，2010，6（4）：333-337.
[2]杨建平.110kV智能变电站设计与建设实例[J].电力科学与技术学报，2012年06月，第27卷第2期.
[3]刘娇，刘斯佳，王刚.智能变电站建设方案的研究[J].华东电力，2010，38（7）：0974-0977.
作者简介：多健（1983-），女，河北阜城县人，工作于廊坊供电公司，本科学历，工程师职称，主要从事电力系统二次设计工作；杨淑秋（1964-），女，天津静海县人，工作于廊坊供电公司，本科学历，高级工程师职称，主要从事电力系统二次设计工作。