户内变电站一次设备智能化研究

户内变电站一次设备智能化研究

发表时间：2017-11-30T08:52:35.857Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：李冬雪1 杨继业1 刘然1 利相霖1 肖模军1 马

[导读] 摘要：本文以实际变电站工程为依托，按照工程实际优化配电装置，结合装配式建筑，采用标准化、模块化设计，形成了功能集成（1. 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院辽宁沈阳 110015）

摘要：本文以实际变电站工程为依托，按照工程实际优化配电装置，结合装配式建筑，采用标准化、模块化设计，形成了功能集成、配置优化的变电站方案。充分借鉴国家电网公司通用设计模块化思路，以“功能集成、配置优化”为设计理念，通过采用智能化的电气设备就地模块化布置，力求节地、节材。

1.引言

设备的智能化要求体现在高压设备本体与智能组件的有机结合，采用内置或外置式传感器对设备状态参量进行在线监测。目前，大多数投运变电站只是将各间隔保护测控一体化装置、合并单元、智能终端、状态监测等二次设备下放到现场的智能控制柜中。这种集成方式对一、二次设备进行了初步融合，但从物理结构上来说一、二次设备还是2个层面。未来，智能变电站的一、二次设备要求高度的一体化、智能化集成，二者组成的智能设备不但是具有传输和分配电能的主设备本体，还具有测量、控制、保护、计量等功能。各功能的物理形态以智能组件方式体现，不再强调传统的一、二次设备划分。因此，本课题基于现有一次设备技术现状，重点研究变电站一次设备智能化集成。

2.变电站工程概况

依托变电站工程本期双T接在正在建设的66kV前红左右线上，形成66kV前红左右线大东沟分歧线。66kV侧采用线路变压器组接线，10kV侧采用单母线分段接线；本期安装2台40MVA变压器，66kV进线2回，10kV配出线24回，本期10kV侧安装4组3000kvar的无功补偿装置，10kV侧安装2组630kVA消弧线圈。

3.变电站一次设备智能化

3.1 GIS设备的智能化

本站66kV采用GIS户内布置，以提高变电站电气设备的可靠性，优化设备检修策略。根据目前的技术现状，建议开关设备的控制及操动系统仍釆用常规方案，但在二次控制系统的设计上可考虑由控制柜内智能单元输出多副硬接点直接控制断路器各相机构及各刀闹机构。 GIS本体与智能控制柜、智能控制柜内装置之间及对外的连接均采用“即插即用”方式，即GIS本体与预制式智能控制柜间连接采用航空插头电缆、柜内装置间采用网线及尾缆，柜至预制舱连接采用预制光缆。采用此种方式后，减少了现场施工人员的工作量。

GIS本体与智能控制柜、智能控制柜内装置之间及对外的连接均采用“即插即用”方式，即GIS本体与预制式智能控制柜间连接采用航空插头电缆、柜内装置间采用网线及尾缆，柜至预制舱连接采用预制光缆。采用此种方式后，减少了现场施工人员的工作量。

3.2 主变压器的智能化

本工程变压器智能化的实现是在传统变压器基础上植入传感器，增加智能组件，利用数字化和网络化技术通过变压器状态传感器和指令执行元件，实现变压器状态的可视化、控制的网络化和自动化。智能组件需要与变压器主体进行一体化的统一设计，并承担过程层或间隔层的全部计量、检测、控制和保护等功能。

66kV智能变压器主要包括：变压器本体、传感器、智能组件柜。在线监测传感器采用传感器与变压器本体集成方案，从变压器设计初始阶段就充分考虑自检测的需求，在制造时预置好传感器，规范好传感器的信号接口。这样不仅设备的整体性和美观性得到改进，更会提升自检测的质量，保障设备安全。

3.3 10kV电容器的智能化

本期工程采用框架式并联补偿设备，通过断路器分组投切。虽然此种补偿方式并联电容器阻抗固定不能动态的跟踪负荷无功功率的变化，需要人为投切并联补偿设备，但其因缺少投切开关，使设备在系统中能保证连续、稳定运行，在无功负荷随季节变化，成阶跃型改变的地区广受运行人员青睐。

智能相控断路器主要由智能控制单元、三相分相操作的永磁真空断路器等组成。通过智能控制单元的精准控制和三相分相断路器的精确执行，实现优选的分合闸相位角控制，从而抑制电容器组投切过程中产生的涌流和操作过电压。

4.结论

本专题研究结合具体变电站工程，提出了GIS、变压器、10kV电容器等的智能化集成方案。智能化集成后变电站运行可靠性可得到明显提高，且占地面积和建筑面积也得到了较大减小，为智能变电站的推广实施奠定了基础。