110kV智能变电站在企业电网中的设计及优化 丁紫华

发表时间:2020/5/25   来源:《中国电业》2020年第3期   作者:丁紫华
[导读] 随着科学技术的快速发展,我国当前已经逐步地在企业电网中应用110kV智
        摘要:随着科学技术的快速发展,我国当前已经逐步地在企业电网中应用110kV智能变电站,通过智能变电站的应用并可以更好的对传统的变电站进行创新和完善,同时还可以进一步的提高当前我国变电站应用过程中的工作效率和工作质量。本文中主要研究了目前我国110kV智能变电站在企业电网中的设计及优化,文中首先对110kV智能变电站在企业电网中设计进行概括分析,然后分析了110kV智能变电站在企业电网中的技术涉及关键。最后结合实际情况提出110kV智能变电站在企业电网中的优化方案,为我国企业电网的发展提供一些参考。
        关键词:110kV智能变电站;企业电网;具体设计;方案优化
        引言
        现阶段在我国企业电网中,所应用的110kV智能变电站主要是由智能化一次设备中的电子式互感、智能化开关等组成,同时智能化变电站中还是由过程层、间隔层、站控层这三层构建而成,通过网络化二次设备的分层,便可以实现智能化变电站内部电气设备的信息共享和信息流通。目前我国智能化变电站在应用过程中,通过全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等相应的要求,在智能化变电站系统中构建出可自行测量、控制、保护和监测的一体化模式,通过该模式就可以实现智能变电站在电网中的自动控制和智能化调节。
        一、110kV智能变电站在企业电网中的设计概括
        110kV智能变电站主要构建在IEC 61850通信技术的规范基础上,通过该技术就可以实现数字化信息的自动采集、系统应用信息的实时共享、通信平台的网络化等相应的技术,此外智能化变电站在企业电网中的设计主要包括对设备、网络、数据这三方面进行设计。
        (1)110kV智能变电站设备的具体布置
        智能化变电站内部所采用的是数字化的继电保护装置,数字化的继电保护装置与传统的保护装置相比,由于继电保护装置中增加了智能化组件,通过这样的智能化组件,便可以对互感器中传输的电气模拟量进行及时的同步处理。在这个过程中便可以将模拟的数字信号根据特定的格式与保护测控层进行联系使用。同时通过智能化变电站内部的智能终端,还可以实现对实时数据模型的转化,这样就可以对一次设备进行及时的控制。在企业电网中对110kV智能变电站设备进行具体布置的过程中,需要主变压器保护及综合测控数字化设备、电磁式互感经合并单元采样设备、常规微机保护设备这三个设备组合而成[1]。
        (2)110kV智能变电站网络的具体布置
        在110kV智能变电站网络进行布置的过程中,需要将智能化变电站的网络建立在IEC 61850通信技术规范的基础上,同时还需要对该网络采用分层分布式系统进行集中的控制,这样就可以实现由站控层对网络结构进行实时控制。此外在对网络进行具体布置的过程中需要将过程层、站控层网络模块进行相互独立,然后对不同的装置采用独立的数据接口进行网络连接。同时在这个过程中还需要确保过程层中SV/GOOSE局域网上的各个电压等级相互独立,这样才可以提高智能变电站网络的运行效率。
        二、110kV智能变电站在企业电网中技术设计的关键点
        (1)110kV智能变电站具体的设备布置
        在对110kV智能变电站在企业电网中进行具体布置的过程中,工作人员需要根据智能变电站的设计规范,对变电站内部的相应智能组件下放安装至一次设备智能控制柜中,这样就可以节省一次设备和二次设备之间控制电缆的使用,从而提高变电站施工过程中的经济效益。同时还需要用光缆将一次设备控制柜和保护设备进行直接相连,这样就可以在一定程度上减少数字化变电站内部的电缆数量,从而方便检修人员对智能变电站的日常维护工作[2]。


        (2)110kV智能变电站的光缆设计
        在对智能变电站内部光缆进行设计的过程中,设计人员需要对光缆线路中特定的专用保护通道进行建立,同时还需要在变电站内部采用多模光纤,通过多模光纤就可以进一步的提高数据在传输过程中的传输效率。对于智能变电站内部的光纤,设计人员还需要采用非金属的加强芯光缆,由于这种光缆质地较为柔软,因此便于在智能变电站施工中进行铺设。智能变电站外部的光缆铺设中,设计人员还需要采用非金属加强芯阻燃光缆进行铺设。对于所选用的光缆需要确保光缆内部具有2~8芯,而且还应对光缆的芯数进行双数的控制,这样就可以提高电流、电压在控制过程中的可靠性[3]。
        (3)110kV智能变电站的控制电缆设计
        在对智能变电站控制电缆进行设计的过程中,设计人员需要将主变压器中非电量由本体智能终端进行保护。这样就可以对智能变电站内部的主变电压器以及电抗器进行非电量保护,如果智能变电站中的设备在运行过程中出现突发状况,那么可以直接采用电缆进行跳闸。因此设计人员还需要在本体智能终端和主变压器周边铺设相应的跳闸控制电缆。此外在对母线PT合并单元进行设计的过程中,还需要确保合并单元具有电压并列的功能,这样就可以通过光口传输对数字式电能表进行使用。在这个过程中,工作人员还可以通过电压并列装置,实现三相计量电压由控制电缆传输至电能表。
        三、110kV智能变电站在企业电网中的优化方案
        (1)110kV智能变电站设备布置优化方案
        在110kV智能变电站进行设备布置的优化过程中,设计人员需要根据用户单位的具体需要将智能变电站中的相应组件安装在一次设备控制柜内,同时还需要将独立组柜安装在一次设备控制柜旁,这样就可以在保护柜与控制柜之间用电缆进行相连,从而有效的增加智能变电站的运行效率。但是通过这种方法也会在一定程度上增加了智能变电站组装过程中的工作量,同时也不便于日后检修人员对变电站设备进行维护。因此,设计人员还可以将智能变电站中的智能组件安装在一次设备控制柜中,同时在控制柜中通过采样回路的方式进行内部配线,这样就可以将光缆和保护设备进行连接。或者设计人员可以将智能组件和保护装置全部安装在一次设备控制柜中,这样就可以在设备控制柜中直接地通过采样回路进行内部配线,从而实现数字化设备中的光纤连接。这两种方案都可以在一定程度上减去原先设计过程中复杂的电缆接线过程,有效的节省了智能变电站组装过程中的施工成本。
        (2)110kV智能变电站光缆部分优化方案
        在对110kV智能变电站光缆部分进行优化的过程中,施工单位首先需要在市场上采购4芯的光缆器材,这样才可以进一步的提高智能变电站光缆组装过程中接线的可靠性。同时在对光缆进行非重要接线的过程中,设计人员还需要尽量的减少光缆的芯数这样就可以减小光缆接线过程中的工作量。同时通过这样的光缆优化方案还可以对智能变电站中的光缆进行整合,来进一步的减小光缆工程铺设过程中的工作量。
        四、结束语
        通过在企业电网中应用110kV智能变电站,可以增加电气系统在运行过程中的可靠性、经济性。同时通过对110kV智能变电站的设计方案进行优化,可以进一步的减少110kV智能变电站在施工过程中的施工成本和施工时间,还可以减少日后智能变电站在使用过程中的检修和维护工作,从而有效的提高智能变电站的运行效率。
参考文献
[1]张宝庆.110kV智能变电站在企业电网中的设计及优化[J].电气时代, 2019(4).
[2]马峰.110千伏智能变电站技术在黑河电网设计中的应用[J].轻工设计, 2016(3):76.
[3]杨建平, 阳靖, 罗莎.110 kV智能变电站设计与建设实例%Research on design and construction of 110 kV intelligent substation[J].电力科学与技术学报, 2012, 027(002):90-96.
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