220kV智能变电站的设计与应用
智能变电站的设计与实际应用
（ １ ） 采用 常规一次设备 ＋ 智能单元方式实现 ２ ２ ０ ｋ Ｖ、 １ １ ０ ｋ Ｖ系统一 通过智 能终端完成断路器 、 隔离开芙等设备 的跳合 ２ ２ ０ ｋ Ｖ云会变 的一次设备采用 Ｇ Ｉ Ｓ 设备 ． 互感器选用 的是有 源式 次设备的智能化 ， 电 子互 感 器 闸回路 、 位置信号采集 回路等 电流互感器为线圈型电子式 电流互感器 （ Ｅ Ｃ Ｔ ） 它以电磁式 电流 （ ２ ） 主变本体非 电量信 号 ， 如档位 、 风扇运 行状态 、 重瓦 斯 、 轻 瓦 互感器 为基础 ．高压侧采用低 功率 电流互感器 和罗可夫斯基线 圈采 斯 、 油温、 绕组温度 、 压力释放等通过变压器智能终端采集 ３ ３通信 网络的标准化 样， 经过滤波 、 积分变换及 Ａ Ｉ Ｄ转换后变成数字信号 ． 再通过 电光转换 （ １ ） 网络结构分为站控层 、 间隔层 和过程层 ． 网络系统构成分为站 电路将数字信号变为光信号 ． 然后通 过光纤将数字光信号传送 到与低 控层网络和过程层 网络 压侧相连 的合并单元 ２ ． ２合并单元 （ ２ ） 站内分别 没置 Ｇ ＯＯ Ｓ Ｅ网和 ＭＭＳ网． ．其中 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ网为双 重 网络形式均采用光纤星形网 保护 直接采样 ． 直接跳断路器 合并单元 （ ＭＵ） 是Ｅ Ｃ Ｔ ／ Ｅ Ｖ Ｔ与保 护、 ． 主要功能是 同步采集 多路电子式互感器输 出的数字信号 ． 并按 （ ３ ） 通过按 照 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０及 Ｄ ＵＴ ８ ６ ０中的系统结 构 ． 实现了通信网 照规定 格式发送给保护 、 测控 、 故障录波 、 报文记 录分析 、 电能表 等设 络的标准化， 实现了设备间的互操作性 备 ３ ． ４一次设备 的在线监测 合并 单元接入信号包括 ： 电子式互感器输 出的数字采样值 、 智能 （ １ ） 云会 变配置有一次设备在线监测系统 ， 主要是对主变 、 Ｇ Ｉ Ｓ 、 避 化一次设备 的开关信号 、 传统互感 器的模拟信号 等 未在一个 电压 雷器 、 ３ ５ ｋ Ｖ开关柜等高压 电气设 备进 行全面监测 ． 分析诊断各监测参 等级全 部配置 电子式互 感器 、变压器各侧未 同时配置 电子式互感 器 数 ， 进行故障定位 、 故 障预警 、 远程监测 ， 防止高压 电气设备 事故的发 时． 可在合并单元 同时接人 数字信号和模拟信号 ． 仅同步后输 出至母 生 。 线保护或变压器保护 合并单元与二 次设备之 间一般通过光纤相 连 ． （ ２ ） 在线 监测 系统采用 分层分布 式结构 ， 由传感 器 、 现场采 集单 按照Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ — ９ — １ ／ ２或 Ｉ Ｅ Ｃ ６ ０ ０ ４ ４ — ８的规范进行通信 元、 智能单元 和监测 中心服务器组成 ２ ２ ０ ｋ Ｖ云会变采用 的是 Ｏ Ｅ Ｍ Ｕ ７ ０ ０ 系列合并器 ．为高压侧数 据处 ３ ． ５高级应用功能 （ 下转第 ５ ６页】
220KV变电站
关于220KV变电站的论述一、220KV变电站一二次部分设计概述变电站是电力系统的重要组成部分之一,它承担着电压的变换、电压的接收和分配、电力流向的控制、功率的转换等。
变电站设计的正确与否直接影响着电力系统供电的可靠性、运行的安全性和经济性。
变电站设计分一次及二次两个部分设计,其中一次部分设计主要包括:电气主接线设计、短路电流的计算、电气设备的选型、站用电机照明、构筑物布置、接地及防雷设计等内容。
其中二次部分设计就是对变电站自动化监控系统、继电保护及安全自动装置、调度自动化、系统及站内通讯、元件保护及自动装置、交直流电源系统、全站时钟同步系统、设备状态监测系统、二次系统图纸、辅助系统、二次设备组柜及布置等二次部分进行选型、组网、功能要求、配置等设计，以完成变电站实现综合自动化监控及信号远传功能。
二、变电站一二次设计中可能存在问题在变电站设计过程中要对所设计变电站的规模及形式等问题做出准确地判断。
以下是一次二次设计过程中可能存在的问题1.电气主接线设计过程中存在的问题变电站主接线设计方案的选择应根据变电站在电力系统中的重要性、所处地理位置、电压的等级,变电站内变压器的数量、容量、进线、出线等各种条件综合确定的。
在220kV高压变电站电气主接线设计过程中存在的问题主要有以下几点。
如在城市电网中变电站设计中没有考虑到城市人口的密集性及城市用地紧缺等问题,使得所设计的方案不是最优的,可能导致接线复杂、设备多、占地增加、投资增加等问题。
在主接线设计时没有充分考虑到今后一定时期内的发展和扩建等问题,为今后的发展带来不便。
在变电站电气主接线设计时没考虑到施工的需要,没有预留足够的空间,造成施工的不便。
在变电站电气主接线设计时仅考虑了运行的安全可靠性,而没有考虑今后系统的故障检修、调度的需求等,一旦故障出现给检修带来不便,导致停电时间增长,影响范围大。
对变电站的规模、线路、站内变压器的数量、容量等没有进行综合的考虑与分析,容易导致电气主接线形式选择的错误。
220kV西泾智能变电站二次系统设计技术研究
别 之 一 ，设 计 表达 应 能准 确 指 导施 工 接 线 ， 同 时方便 调试 、运 维 中的接 线核查 。
１０ Ｖ系统 均采 用测 控保护 一体 化装 置 ，各 间隔 １ｋ
的过 程层 和 间隔层 设备 下放 布置 于Ｇ ｇ 场智 能 Ｉ现
型 配 置和 数 据 流 连接 ，数 据 模 型包 括 反 应 一 次 接 线 的Ｓ Ｄ文 件 和 包 含Ｓ Ｄ、Ｉ Ｄ及 数 据 流 配 Ｓ Ｓ Ｃ 置 的Ｓ Ｄ文 件 ，数据 流 连 接 包 括通 用面 向对 象 Ｃ 的变 电站 事 件ＧｏｏＳ （ ｎ ｒ ｂｅ ｔ ｉｎｅ Ｅ Ｇｅ ｅｉ ０ ｊｃ ｅ ｔｄ ｃ Ｏｒ
Ｓ ｂ ｔｔ ｎＥ ｅｔ 采样 Ｓ Ｓｍｐｅ ａ ｅ） ｕ Ｓａ ｏ ｖ ｎ） ｉ 和 Ｖ（ａ ｌｄＶ ｌ ｓ的虚 ｕ
及Ｇ ＯＯＳ 信 息 流 图 ，表 达 设 各 间逻 辑 关 系 。类 Ｅ
似 常 规变 电站 的保 护 原理 图 、 电流 电压 回路 图 及 控 制信 号 回路 图 ，Ｓ Ｖ信 息流 图反 映 了设备 间
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端 子 排 图 、安 装 接 线 图及 电缆 清册 等反 映设 备
电缆 接线 情 况 ，直接 指 导施 工 接线 和运 行 检 修
要 特 点之 一 ，也 是施 工 当 中与常 规 站 的 主要 区
பைடு நூலகம்
程 层 采 样 值 采 用 点 对 点 方 式 ， ＧＯＯＳ 采 用 组 Ｅ 网 方 式 ，２ ０ Ｖ线 路 保 护 跳 闸 除 组 网 方 式 另 ２ｋ 外 增 加 直跳 方 式 。 １ ０ Ｖ过 程 层 采 用 采样 值 、 １ｋ
110(66)kV～220kV智能变电站设计规范
六、规范主要内容介绍
5 电气一次部分 5.2 互感器 3）工程实施中应关注的重点方面： ——关口计量点互感器的配置方案。 用于电量平衡的关口计量点可配置“电子式互感器+数字式电能表”，满足0.2S 精度要求，电能表按双表配置；
用于计费结算的关口计量点（计费依据或电量校核），在取得供电公司营销部门或用 户认可的情况下可考虑采用“电子式互感器+数字式电能表”方式，否则，涉及到计 费关口处需另增常规互感器，并采用常规电能表进行计量，计量精度应满足0.2S要 求，电能表按双表配置。
应用了IEC61850的有关规定。
3．智能变电站设计除应执行本标准外，尚应严格执行强制性国家标准和行业标准，
应符合现行的国家标准、行业和企业有关标准的规定。
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四、主要工作过程
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四、主要工作过程
1．2009年8月14日，由基建部牵头成立编写工作组，拟定编制大纲、工作计 划；
——工作重点在于统一后台机、分析软件、接口类型和传输规约，应对设备 的供货现状、现有实现方案开展充分的调研，并联合一次设备、状态监测厂家、 运行部门采取合理的方案解决设备间安装配合、状态监测的统一以及状态监测 主站的建设工作。
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六、规范主要内容介绍
6 二次部分 6.1 变电站自动化系统
2. 2009年8月～9月，编制初稿，并讨论形成初稿修改稿；
3. 2009年9月18日，讨论初稿修改稿并提出修改意见；
4. 2009年9月25日，修改完善形成征求意见稿； 5. 2009年9月28日，征求意见稿广泛征求意见； 6．2009年10月17日～28日，汇总梳理反馈意见，经讨论和修改完善形成送审 稿； 7．2009年10月30日，召开设计规范送审稿评审会议； 8．2009年11月18日，根据送审稿评审意见修改完善形成报批稿。
220kV智能变电站设计方案优化研究的开题报告
220kV智能变电站设计方案优化研究的开题报告一、研究背景及意义随着电力系统不断发展，智能电网建设变得越来越重要，智能变电站也成为电力系统中不可或缺的组成部分。
智能变电站在保障电网安全稳定运行和提升电力系统响应能力方面发挥了非常重要的作用。
本次研究的背景是在220kV电压等级下，对智能变电站设计方案进行优化研究，以期提高电力系统的运行效率、降低能耗、提高系统运行的安全可靠性和自动化程度。
二、研究内容及步骤本次研究的主要内容包括：1.对现有智能变电站的设计方案进行研究和分析，查阅相关文献，了解目前智能变电站的研究进展情况；2.对220kV智能变电站设计方案进行系统性分析和研究，包括变电站的物理结构、主要设备、电力联络等，确定设计要求和优化目标；3.根据研究和分析结果提出优化方案，采用Matlab等软件模拟仿真验证，并进行经济性和可行性的分析；4.综合优化方案并进行实验验证，评估方案的性能指标，如电流负载能力、安全可靠性、经济性等；5.撰写研究报告和论文。
三、研究计划及进度安排本次研究计划分为以下几个步骤：1.文献调研和分析（1个月）；2.智能变电站设计方案研究和优化目标确定（2个月）；3.优化方案的提出和仿真验证（3个月）；4.综合优化方案的实验验证和性能评估（2个月）；5.撰写研究报告和论文（1个月）。
四、预期成果本次研究的预期成果包括以下几个方面：1.对智能变电站的设计方案进行了系统性研究和分析，确定了220kV智能变电站的主要设备和电力联络等；2.提出了针对220kV智能变电站的优化方案，并进行了仿真验证和实验评估；3.该研究成果可为智能变电站的设计和优化提供参考，提高电力系统的经济效益、安全可靠性和自动化程度，推动智能电网建设的发展。
220kV智能变电站设计方案及应用
220kV智能变电站设计方案及应用摘要：随着科学技术的发展，传统变电站的自动化系统面临很多挑战。
我国智能变电站的发展起步较晚，但是由于其应用优势明显，因此已经成为变电站发展的主要方向。
在此背景下，要求220kV智能变电站具备较高的技术水平，不断增强设备以及自动化系统的功能，提高供电稳定性，这样才能保障电网运行可靠性。
基于此，本文将着重分析探讨220kV智能变电站设计方案及应用，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。
关键词：220kV；智能变电站；设计1、220kV智能变电站设计1.1、智能变电站一次设备智能高压设备是指具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、信息交互化、功能一体化等技术特征的高压设备。
目前智能变电站一次设备相关的主要技术包括一次设备智能化、电子式互感器、状态在线检测等。
一次设备智能化由高压设备本体、集成于高压设备本体的传感器和智能组件组成。
其中智能组件是一次设备智能化的关键部位，由合并单元、智能终端等若干智能电子装置集合而成，实现主设备的测量、控制、监视等功能。
以智能变压器为例，所需智能组件包括测量IED、OLTC控制IED、冷却装置控制IED、监测主IED、局部放电检测IED、油中溶解气体IED、绕组光纤测温IED、非电量保护IED、合并单元等，实现常规信息测量、分接头开关智能控制、告警、检测等功能。
电子式互感器通常由传感模块和合并单元组成。
传感模块负责检测一次侧电压、电流信号，并将其转换为数字信号；合并单元则对传来的信号进行同步处理。
相对于传统互感器，电子式互感器具有体积小、重量轻、绝缘性能优良、造价低、无磁饱和和铁磁谐振现象、测量精度高、频率响应范围宽、易于智能化实现等优点。
一次设备状态检测的基本原理是当设备绝缘性能、缺陷发展到一定时期时，设备电气量、非电气量特性有渐进变化的征兆。
基于此理论，通过实时采集、分析设备的运行状态信息，对各信息数值大小和变化趋势进行处理和综合分析，在线评估设备运行状态，预测设备可靠性和剩余寿命，必要时提供预警、诊断故障类型等。
220kV变电站电气部分设计
220kV变电站电气部分设计1. 系统架构本电气设计采用单线图系统架构，系统包括220kV主变电站、500kV输电线路、10kV变电站以及10kV配电线路。
其中，220kV主变电站包括两台220kV主变、一台110kV主变、两台35kV变压器和一台10kV配电变压器。
2. 母线设计本电气设计采用双母线设计方案，母线型号为GW16/2500-40。
对于220kV主变电站的两条母线，每条母线由两台分段断路器和两台隔离开关组成，每台隔离开关配有地刀和接地开关，以实现设备的隔离和接地。
母线采用单段长度为20m，母线中心至基础面高度为10m的设计。
为了提高系统的可靠性和安全性，母线采用钢构架支架设计，可抵御较大的风力和地震力。
3. 变压器设计220kV主变电站采用两台220kV主变和一台110kV主变。
220kV主变采用略带环绕式结构，型号为SZ11-63000/220，容量为63000kVA，输出电压为220kV/10.5kV。
由于主变中性点不可接地，故采用Y/Yd连接方式。
110kV主变采用SZ9-20000/110型号，容量为20000kVA，输出电压为110kV/10.5kV。
变压器应满足国家标准和电力行业标准的相关要求，且需进行变比测定、容量测定、绕组间绝缘电阻测试、耐电弧测试等各项试验。
4. 开关柜及辅助设备设计220kV主变电站的开关柜设备主要包括隔离开关、断路器、接地开关、避雷器、变压器保护装置等。
开关柜型号为HXGN36-40.5，生产厂家为锦华电气。
开关柜具有短路中断能力强、抗干扰能力强、运行维护方便等优点。
配电室辅助设备包括高压电容器、电流互感器、电压互感器、绝缘子等配套设备。
5. 保护及自动化设计变电站配备了完整的保护及自动化系统，保护控制装置型号为KZY-1A，生产厂家为南瑞。
保护控制装置具有故障定位精确、抗干扰能力强、快速动作、安全可靠等优点。
自动化系统主要由综合自动化系统、远动系统、通信系统、监控系统等组成，以实现远方控制、遥测、遥信、遥调等功能。
智能变电站220kV智能终端合并单元一体化装置应用研究
智能变电站220kV智能终端合并单元一体化装置应用研究摘要：智能变电站智能终端合并单元一体化装置在110 kV电压等级已得到广泛的应用，达到节省就地智能控制柜空间、节约占地、节省投资的目的，也积累了大量的运行经验。
文章在此基础上对220 kV智能终端合并单元一体化装置的应用进行分析，通过对装置集成的可行性、装置集成方案、集成后装置的可靠性、对运维的影响、经济效益等进行全面的研究，建议220 kV采用智能终端合并单元一体化装置，以推动智能变电站技术的进步。
关键词：智能变电站;二次设备;智能终端;合并单元智能终端合并单元一体化装置在110 kV电压等级已得到广泛应用，达到节省就地智能控制柜空间、方便运维等目的。
随着智能变电站的广泛建设，220 kV智能控制柜内配置独立合并单元、智能终端，使得智能控制柜柜体增大，柜内布线拥挤，不便于运行维护;并且装置多，柜内发热量大，影响了设备的安全可靠性及运行寿命;此外，220 kV过程层设备为双套配置，使得过程层设备、柜体、光缆数量远远多于110 kV过程层设备。
以上这些因素严重制约了220 kV智能变电站二次设备的布置优化。
因此，本文提出在220 kV电压等级采用智能终端合并单元一体化装置，以优化布局，简化接线。
下文对采用智能终端合并单元的可行性、技术方案、可靠性、对运行维护的影响、效益等进行分析。
1 装置集成方案220 kV合并单元智能终端一体化置采用双CPU配置方式。
其中，CPU1主要负责智能终端功能，实现对一次设备控制驱动与状态采集、GOOSE点对点或组网收发功能;CPU2主要负责合并单元功能，实现对电流电压模拟量或数字量采样、SV点对点或组网收发功能。
双CPU独立工作、互不影响，同时又通过内部高速总线交互实时采样和GOOSE信息，实现双CPU复采、SV、GOOSE共口传输等功能。
合并单元智能终端一体化装置主要安装在GIS本体汇控柜或一次设备就地智能柜中，既可通过模拟量输入方式实现传统互感器的数字化，也可通过IEC 61850-9-2或FT3等规约接入电子式互感器的数字采样信息;可以点对点或组网方式为多个装置共享采样数据。
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220kV智能变电站的设计与应用
摘要：随着经济发展和技术进步，智能变电站已经成为未来变电站的发展趋势。
它通过信息共享和设备智能化，大大提高了电力系统的安全性和可靠性。
本文就220kV智能变电站进行了总体分析，以供参考。
关键词：智能变电站;设计;应用
1.智能变电站的内涵
1.1设计原则
智能化变电站的设计要采用先进可靠、高度集成、低碳环保的智能设备，以实现全站信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化，并且要能够自动完成电力信息的采集测量以及控制保护等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动、智能巡检等高级应用功能。
1.2智能化变电站的表现方式
要符合IEC61850通信规约的应用;一次设备智能化;二次设备的网络化;电子互感器及常规互感器就地数字化;合并单元及智能终端的应用;增加变压器等的在线监测装置;高级应用的实现;辅助系统的应用等等。
1.3智能变电站的特点优势
可靠性：变电站的最基本要求。
智能变电站在可靠性方面具有优秀的自诊和自治功能，能对设备故障进行可靠的预警监测，提高了供电的可靠性，有效减少系统损失。
信息化：在接收“四遥”信息的同时，智能变电站也能够接收其他数字信息，包括设备、图像以及环境信息。
智能变电站对信息的处理更加准确、实时和可靠，相比传统变电站，站与站之间以及站内信息的传输和访问更加方便快捷。
数字化：智能变电站不仅能采集电气量信息，也能采用数字化方式采集非电气量和安全警报信息，从而能够对系统正常运行、预警与故障准确判断。
自动化：智能变电站自动化体现在系统工程数据的自动生成，二次设备的自动校验以及变电站的状态自检。
2.智能变电站的设计与应用
2.1220kV变电站的数字化设计
数字化变电站，是由传统意义上的变电站经数字化改造或建设而成。
其基础是现代信息技术的应用，220kV数字化变电站正是以IEC61850标准进行建模和通信的。
其技术特性概括起来有以下三点，即：“一次设备智能化、二次设备网络化、通讯信息标准化”。
2.2220kV数字化变电站建设中的主要技术问题
2.2.1电流电压回路的接入方式
常规综自站的电流电压回路，一般采用点对点接入，用控制电缆将互感器二次侧的电流电压接入保护、测控装置，在装置内实现交流采样。
220kV数字化变电站的光电互感器采用光纤输出，传输的不再是交流的电流、电压，而是采样后的数字编码信息，高效快捷。
2.2.2220kV线路纵联差动保护的配合
220kV线路大多配置纵联保护。
其中，以纵联电流差动保护为主。
在建设220kV数字化变电站时，一般只在新建站采用数字化设备。
线路对端的常规站扩建部分仍采用常规一二次设备，不采用数字化设备。
否则，扩建间隔设备将无法接入现有母线保护、故障录波器等公共设备，也无法使用已有的母线电压互感器。
2.3智能变电站在线监测与故障诊断
系统主要分为三个部分：过程层、间隔层以及站控层。
变压器油色谱在线监测、GIS局部放电监测、SF6气体、微水监测、容性设备在线监测等装置则分别采集相应的状态数据，通过接入器汇总，再以IEC61850协议发送到监控中心。
2.4智能变电站设计中的关键技术
智能变电站的关键技术包括一次设备智能化、二次设备网络化和IEC61850标准。
2.4.1IEC61850标准
变电站在处理通讯和保护、监控系统信息时，要有一种操作性强且高效的通讯协议来进行信息的标准化传输。
IEC61850作为国际标准为智能变电站的信息共享、交互操作提供了依据，是实现电力系统无缝通信的基础，达到了真正意义上的双向互动、功能自由，具有良好的扩展性和可适应性。
其功能的实现必须以智能变电站功能分层、信息建模、数据自描述和配置语言为基本前提。
2.4.2电子式互感器
电子式互感器是智能变电站的重要环节。
传统的电磁式互感器由于成本高、绝缘复杂并不适用于智能变电站。
由它输出的电流可能会发生畸变，导致电网运
行的安全性受影响，同时PT也会由于电磁谐振而产生过压，使电气设备无法正常运行。
智能变电站中的电子式互感器可以适应小功率信号和数字信号的输入，满足IEC61850标准。
目前主要可以分为两种，包括光电式电子互感器和线圈式电子互感器。
2.4.3智能开关
智能开关是智能化变电站中的很重要的设备。
是利用先进的计算机技术、电子式互感器以及电力电子技术将高压电器设备重新组合起来的智能化高压电器。
由微机控制，电力电子器件执行，能够测量大量的数字量和模拟量，自动化程度更高，与上级监控设备、系统的协调性更好。
受技术条件限制，现阶段仅限于通过就地安装的智能终端控制装置实现网络操作及信息互传。
2.4.4智能变压器
智能变压器的内部安装有各类传感器和执行器，可以实时在线监测诸如油温、微水、油中气体、铁心电流、绕组温度等信息，并自动分析其工作状态，通过智能化监控单元实现与其他系统的信息交换和操作指令。
总之，智能化变电站是今后变电站设计与应用中的主流，目前存在的问题主要有：智能化终端厂家各成体系，相互之间配合还存在部分问题。
有时需要现场对设备做出调整，但由于其一体化设计难以改动。
受技术条件所限，有些变电站只能采用高压设备智能化，而中低压则采用半智能化设计的做法。
但是随着技术的发展，这些问题终将得到妥善解决。
参考文献：
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[2]王文政.数字化变电站技术在宁波110kV云林变的实现[D].浙江大学，2011年.
[3]孙一民，李延新，黎强.分阶段实现数字化变电站系统的工程方案[J].电力系统自动化，2007年05期.。