周裕龙;苏永春
【摘 要】江西电网变电站智能化改造工作不断推进,结合国网公司试点--110 kV塘圳变电站智能化改造工程,介绍了变电站智能化改造应遵循的技术原则,讨论了一次设备改造方案设计与二次网络结构选型,介绍了在线监测系统的配置及站控层应具备的功能,对间隔层保护控制设备改造、时钟同步方式选择、录波与网络分析方案组合设计也进行相应探讨.最后结合当前智能变电站建设与改造中存在的一些问题进行了讨论,为江西电网变电站智能化改造工作提供了有益参考. 【期刊名称】《江西电力》
【年(卷),期】2011(035)001
【总页数】5页(P1-4,23)
【关键词】江西电网;智能变电站;建设方案
【作 者】周裕龙;苏永春
【作者单位】江西赣州供电公司,江西,赣州,341000;江西省电力科学研究院,江西,南昌,330096
【正文语种】中 文
【中图分类】TM7
0 引言
当前国网公司的智能电网建设正不断推进[1-5]，智能变电站的建设工作也在不断深入。国网公司已经确立了2批共74座变电站的智能化新建或改造试点工程，涵盖了110~750 kV的各电压等级变电站。为确保智能变电站建设工作的顺利进行，国网公司在智能变电站试点的建设过程中，陆续发布了一些技术规范，其中包括：《智能变电站技术导则》[6]、《智能变电站设计规范》、《变电站智能化改造技术规范》[7]、《智能变电站继电保护技术规范》、《高压设备智能化技术导则》等，对各地智能变电站的建设工作进行规范。
就江西而言，国网公司确定了110 kV塘圳变电站与红谷滩110 kV变电站作为江西电网的智能变电站工程试点。按照国网公司智能化发展战略总体安排，2011-2015年为智能电网全面建设阶段，将开始大量智能变电站建设与改造工作。为适应江西电网建设需求，江西省电力公司在2011年计划推进2座220 kV和9座110 kV变电站智能化改造工作，基本覆盖了各个地市公司。为全面贯彻落实国家电网公司有关要求，保证各变电站智能化改造工程的顺利实施，省公司生技部专门组织召开了变电站智能化改造规范宣贯会，宣贯了110 kV变电站智能化改造设计指导意见和相关规范导则，介绍了智能化变电站总体框架等内容，对各地市公司生产技术部及所属设计院专业人员进行了相关知识培训。
本文结合110 kV塘圳变电站智能化改造技术方案，探讨了江西电网今后变电站智能化改造工作的发展思路。介绍了变电站智能化改造的相关技术原则和要求，阐述了智能变电站改造的重点与难点问题，希望能进一步促进相关人员对智能化变电站技术的了解，加深对智能化设备选型、配置和应用的认识，为今后江西电网变电站智能化改造工作提供有益的技术参考。
1 变电站智能化改造方案设计
1.1 技术原则
在遵照国家电网公司制定的有关智能变电站、智能设备的技术导则和规范的前提下，应统筹规划设计变电站智能化改造，既积极应用省内外数字化变电站成功的新技术，又要兼顾智能电网未来技术发展，原则上不进行设备的大改大换，应遵循的具体技术原则如下：
1）安全可靠原则：变电站智能化改造应严格遵循公司安全生产运行相关规程规定的要求，不得因智能化改造使变电站的安全可靠水平下降。
2）经济实用原则：变电站智能化改造应结合变电站重要程度、设备型式、运行环境、场地布置等实际情况，从充分发挥资产使用效率和效益角度出发，以提高生产管理效率和电网运营效益为目标，务求经济、实用。
3）因地制宜原则：变电站智能化改造应在总体技术框架下，因网因地制宜，制定有针对性、切实可行的实施方案。
1.2 一次设备改造
变电站一次设备的改造应结合各站实际情况实施，根据变压器、断路器、隔离刀闸、开关柜、互感器等一次设备的实时运行状况安排相应改造计划。在塘圳变技术方案中，一次设备改造内容包括更换一台8型主变压器、更换110 kV刀闸、更换10 kV开关柜及全站互感器，增加无功补偿设备容量等。
应对变电站关键一次设备（断路器、变压器）增设相应状态监测功能单元，完成一次设备状态的综合分析评价，状态监测综合分析结果宜通过基于DL/T 860服务上传，与相关系统实现信息互动。
1.3 二次系统网络选型
在智能变电站建设中，随着网络技术的发展和设备制造能力的提高，智能变电站的组网方式也会相应变化。根据智能变电站技术规范，二次设备组网存在以下可选方案：
1）三层两网结构，保护测控设备直采直跳，其它设备根据需要选择直采直跳或经61850-9-2 SV网及GOOSE网与过程层联系，站控层网络采用单星型结构，过程层网络采用双星型结构。图1为其结构简图。
图1 三层两网结构
这种组网结构的优点是保护测控设备的可靠性有保证，同时对于集中录波等需要跨间隔进行数据采集的设备，光纤接线较少。
2）三层一网结构，所有设备直采直跳。
采用这种组网结构只需在站控层网络设置交换机，优点是过程层不需要交换机，设备通信的可靠性高，缺点是过程层需要大量的光纤接线。图2为其结构简图。
图2 三层一网结构
3）部分或全部间隔层设备下放式结构。
这种组网结构中部分间隔层设备下放到一次设备的智能组件中，在智能组件内，将部分间隔层设备和过程层合并单元、智能终端组合，构成智能组件的一部分。如，采用户内开关时，间隔层的保护测控设备可以安置在宿主设备旁边，与合并单元及智能终端一起，统一布置。图3为其结构简图。
4）过程层采用传统连接方式。
这种情况下不再配置合并单元及智能终端，间隔层设备与过程层设备通过电缆连接，间隔层设备与站控层之间的通讯以IEC 61850规约为基础，图4为其结构简图。
图3 间隔层和过程层部分合并结构
图4 过程层采用传统连接方式
在实际的网络结构选择中，如果变电站规模较大，且存在集中录波及母线保护等跨间隔设备时，宜采用图1中的三层两网结构；如果变电站规模不大，可采用图2的三层一网结构，取消过程层网络，简化网络结构；对10 kV开关柜，一般采用保护就地安装的图4结构。在塘圳变电站改造试点方案中，采用了三层两网结构。红谷滩试点方案中则采用了三层一网结构。其他变电站的改造应根据各网络结构的特点及适用范围，结合变电站实际情况进行相应二次网络结构设计。
1.4 在线监测配置
电力系统中安全稳定运行的高压电气设备是电网可靠供电的基本保证，对其进行有效的维护和管理，一直是需要关注的问题之一。传统的设备维护与管理制度主要是依靠对设备的定检、巡检、点检以及预防性试验为主的计划检修。在停电状态下取得的预试数据是判断设备运行状态的主要依据，停电不仅影响企业经济效益，且取得的数据参考性差。以在线监测为前提和基础的状态检修逐步取代以预防性试验为主的计划检修已成为必然。因此，在变电站智能化改造中，应根据具体情况，对主变、断路器、避雷器等设备设置在线监测系统，充分利用高电压技术、传感器技术、计算机技术、数字信号处理技术、网络通信技术和智能技术的最新成果，实现变电站主要设备状态参数的就地式在线监测。
