摘要：随着我国社会经济的飞速和科学技术的发展，带动了信息技术的应用，同时也带动了电力系统逐渐走向智能化的方向发展。作为未来变电站发展的必然趋势，智能变电站提出了巨大的挑战，也在不断的发展和完善。本文就针对智能变电站的特点，对110KV智能变电站的设计要点进行分析，并结合相应的工程实例，对其设计方案进行探讨。
关键词：110KV；智能；变电站；设计
随着社会经济的快速发展，人们对于电力资源的需求量日益增加，为了促进电力行业的发展，必须加强智能变电站建设，保障其正常运行。通过智能变电站能够对电网进行智能化调节和控制，减少运行人员，也能够节约用地和电缆的使用，对于变电站设计至关重要。
1、智能变电站概述
1.1定义
智能变电站，主要是利用现代化的智能设备，通过相应的组合和处理，实现变电站信息的数字化、通信平台的网络化以及信息共享标准化，并自动对电力网络的运行信息进行采集、测量、控制、保护以及检测等，同时，可以根据实际工作的需要，对输配电网进行实时控制、在线决策分析、协同互动等功能，实现与周边变电站的交流互动的。智能变电站作为一种新兴的变电站形式，是在数字化变电站的基础上发展和演变而来的，可以实现变电站系统的自动化和智能化，是智能电网运行和控制的关键。
1.2基本结构
一般情况下，智能变电站是依据IEC61850标准的规定进行构建的，从物理结构划分，可以分为智能化一次设备和网络化二次设备，从系统功能结构划分，可以分为站控层、间隔层和过程层。站控层的功能主要是对变电站现场设备的监控和管理，同时可以实现设备之间的信息交互，主要由监控系统、保护信息管理系统、火灾报警系统、防误闭锁系统等组成；间隔层设备包括计量设备、测控设备等接入其他智能设备的规约转换设备，其主要作用在于对线路、变压器等设备的保护；过程层设备主要有变压器、断路器等一次设备以及相应的智能组件和智能电子设备，可以完成相应矢量的采集以及控制命令符的发送等一次设备的相应功能。
2、智能变电站的技术特点
2.1中端分级控制设备技术
依靠电力安全的生产准则来有效控制技术水平的高低，这样一来，其设备层和间隔层就可以通过较为独立的分级控制模式来发挥其相关的功能，同时也能够较大幅度的提升变电站设备的利用率，大大减轻了中央处理设备的负荷，也使得由于集中控制设备而存在的运作风险得以降低。
2.2引用设备控制端
智能变电站通过计算机的引用设备控制端来实现整个系统的运维工作，总体而言，计算机的终端系统具有高智能化的运作大脑们能够根据监测设备的实际运行情况进行再次运作，从而减少变电连锁故障，110kV变电站的供电可靠性提高。
2.3光纤技术的电力装置集成化
利用先进的科学光纤技术对相关局域网监督管理是智能变电站运作的主要方式，同时它也可以使得各层之间的数据传输变得更加的可靠稳定，实现信息化的自由传播，这不仅能够使得变电站的电能管理及监测更为集中化，也能够使得设备空间及安装成本得到节约。
2.4局部全局的智能控制
110kV智能变电站在选择控制设备时，必须要满足设备智能化的一系列要求，从而有效实现设备的全自动化以及智能化的控制，并通过对第一、二控制基础的有效运用以及先进光电信息技术来科学完成对总端的合理控制，并实现对设备柜以及电流互感器的智能化管理。
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3、智能变电站的设计要点
3.1110kV智能变电站设计要点
3.1.1一次设备智能化
智能变电站主要是运用电子式互感器，并且使用光纤传输信号，而其他设备依然沿用传统的变电站设备形式。在设备接口方面，智能化接口可以使用智能终端设备，更好的发挥智能化功能，合理控制智能变电站的配电。所以互感器的选择则至关重要。
3.1.2二次设备网络化
现阶段，在智能变电站自动化系统设计中，IEC61850标准最为完善，能够体现出网络化和技术化这双重技术。早在2000年，嵌入式硬件和操作设备已经开始飞速发展，并且在实践中得到了推广和应用，而这些也为IEC61850标准的完善和应用提供了条件。传统的IEC60870-5-103标准只是一个单纯的通信规约，而IEC61850标准不仅是通信规约，而且还是变电站数字化标准，在指导变电站设计、运行、维护方面能够发挥十分重要的作用。具体而言，IEC61850标准最大的同在于对象模型方面，其能够综合利用服务器模型、逻辑设计模型、数据对象模型等，建立健全变电站数据模型，并通过XML配置语言对模型进行详细描述。
3.2实例分析
110kV合兴变电站在2011年已经投入使用，与传统的变电站相比，其二次回路、设备形式以及检测形式差异性较小。
（1）110kV合兴变电站规划建设规模：变电站的接线形式为110kV为单母线分段接线，35kV单母线分段接线，10kV单母线分段接线。变压器2×50MVA，110kV进线2回，35kV出线8回，10kV出线20回，10kV电容器4×4.8Mvar。
（2）110kV合兴变电站设计方案：电子式互感器目前运行稳定性不高，抗干扰能力差，所以在本次设计中，过程层依然沿用常规电磁式电流互感器、电压互感器，通过合并单元，可以将传统互感器模拟量转化为数字信号，然后传输至控制器以及其他电子设备上。智能终端设备实现传统开关的数字化接口，然后安装在以此设备周边的端子箱，限制一次设备的控制电缆、信号电缆的位置，实现保护、测控装置的I/O采集和输出功能，使用过程层网络，按GOOSE协议与间隔层保护、测控设备通信，有利于实现变电站的信息共享。
（3）110kV合兴变电站采用智能化设计后变电站占地面积从传统的4680m2减少到4036m2，而且节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资、节约了保护小室及主控室等的占地面积和投资、GIS智能控制柜优化了二次回路和结构、智能控制装置提供了系统的交互性、联调出厂前完成，现场调试工作量减少、基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便、缩小了与互感器的电气距离，减轻了互感器的负载。综合使用各项先进的技术，包括计算机技术、网络技术等，及时获得设备的运行参数，并且将这些参数交由有关专家进行系统分析，能够及早发现潜在故障。110kV电压等级GOOSE与SV分开组网；SV采用双单网，GOOSE采用共享双网。传统的变电站微机保护测控装置，能够采用端子与端子之间的连接形式，使得变电站的保护装置能够与一次设备和二次设备进行有效配合。新时期，随着科学技术的发展，数字化保护测控装置应运而生，二次设计方式也有了很大的突破。在变电站中，有很大一部分节点、继电保护出入口、交流输入等被过程层的一系列设备所覆盖，在这种情况下，光纤接口逐渐开始发展并得到了广泛应用。随着光纤技术的不断发展，数字化保护测控装置的隐蔽性越来越强，用户很难准确的了解到装置中的实际情况，在这种情况下，人们提出了虚端子的概念。在变电装置中，虚端子主要源于ICD文件，该文件的主要内容有三种，包括虚开入、虚开出以及MU输入。其中的每一部分都是由虚端子进行描述的。虚端子逻辑联系表的重要依据是装置虚端子表，通过虚端子逻辑联系表，能够以表格的形式整理出各个装置之间的逻辑关系，而且还能够对这种复杂的逻辑关系进行系统化整理，这样就减少了现场的操作，更有利于实现远程操作。
4、结束语
就目前而言，国内智能变电站仍处于起步阶段，需要进一步的分析和应用，特别是在对110kV智能变电站进行设计时，还需要进一步提升一次设备兼容技术、传统变电站自动化系统以及计算机保护装置等技术水平。所以，我们需要依据电力行业发展的实际情况，逐步实现对智能变电站的推广工作。
参考文献
[1]吴罡，李琳，李翔．110kV智能变电站设计方案初探[J．江苏电机工程，2011,3(2):31-35．
[2]覃汝宏．浅析110kV智能化变电站的设计[J]．城市建设理论研究（电子版），2013,(10):104-108．
[3]孙昌岫，王辉．110kV智能变电站设计探讨[J]．城市建设理论研究（电子版），2013,(10):156-160．
论文作者:张锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：变电站论文; 设备论文; 智能论文; 端子论文; 装置论文; 互感器论文; 传统论文; 《电力设备》2018年第19期论文;