220kV变电站智能化改造方案设计核心思路分析

220kV变电站智能化改造方案设计核心思路分析
发布时间：2022-05-07T06:42:32.311Z 来源：《中国电业与能源》2022年1月2期作者：陈步福、王家庆、黄赞频[导读] 本文以某变电站为例，研究设备开关、设备互感器、监控系统、保护装置、电量计费系统改造要点，
陈步福、王家庆、黄赞频
中国电建集团海南电力设计研究院有限公司海南海口 570100
摘要：本文以某变电站为例，研究设备开关、设备互感器、监控系统、保护装置、电量计费系统改造要点，并对改造效果进行整理，其目的在于积累相应的改造设计经验，提高220kV变电站运行稳定性。

关键词：220kV变电站；互感器；保护装置
电力作为社会经济发展的重要动力来源，其供给稳定性、安全性将直接影响区域发展速度。

220kV变电站作为目前常用的变电站类型，在智能化技术体系不断完善的背景下，也需要对其进行智能化改造，使其可以更好地服务于区域用电。

通过整理220kV变电站智能化改造方案中的相关内容，能够积累有价值的改造经验，为同类型变电站改造工作的展开奠定基础。

一、220kV变电站智能化改造设计要点
该220kV 变电站，有两台12万kV A 主变电站，它们具有三个电压等级，分别为220 kV、110kV、35kV。

其中220kV 在运行中有 3 条线路，在长期运行过程中存在电子式互感器、综合自动化系统运行不稳定现象，而同类型产品已经停产，备品备件缺乏，无法及时维护，为确保该变电站运行安全性，需对其进行智能化改造，具体改造要点如下：
1.设备开关改造
该变电站整体规模较大，其原有开关模块布置在光缆两侧的室内与室外，数量为偶数，以便于数模转换工作的顺利展开。

为了确保开关模块顺利实现智能化转换，会在保护装置室外单侧配置相应的智能终端，而220kV和变电站主变压器两侧都会配置两套智能终端，以此来优化设备开关的运行环境。

另外，在此次改造活动中，所有开关信息和信号都会通过电缆来进行传输，并由智能终端设备进行处理，提高开关调度过程的灵活性与安全性。

2.设备互感器改造
在生产技术体系持续完善的背景下，电子互感器的软硬件生产水平也得到了有效提升，因此在此次改造中，也需进行互感器改造。

在具体的改造过程中，会使用新型电子互感器来替代传统互感器，而110kV、35kV零序电流互感器暂时不需更换，并且将新型电子互感器与模拟量主变压器关联在一起，使其可以组成一个整体应用模块，其间搭配保护装置来顺利组建新的保护系统，同时也会建立智能通信系统，用于传递模拟信号和数字信号，从而更好地发挥出互感器应用价值，确保信息传输结果的时效性。

3.监控系统改造
进行监控系统改造处理时，采用了开放式分层分布式系统，遵循《电力自动化通信网络和系统》中的相关规范来展开布设，信号传输速率应大于100Mbit/s，以满足长期发展要求。

同时将原有监控系统改造为双星形MMS网，搭配着双星形 SV/GOOSE 网络来完成信号的实时监测与传输。

另外，在改造过程中也配置了网络记录分析仪，对于整个系统运行过程进行记录，同时可以进行在线分析、实时预警，为系统运行维护提供参考。

经过改造后的系统具备了自我检测、状态预诊断、自我描述等功能，从而缩减了故障发生后的反应时间，更好的保护系统运行。

4.保护装置改造
在此次改造活动中，也需要做好保护装置改造工作，在该变电站运行过程中，已经更换了部分保护装置，这些装置在现阶段依旧可以继续使用，并且在遗传算法、补偿算法的辅助下可以设定软件保护值，从而更好地解决系统同步问题。

对于其他未更换保护装置的线路，如母线、主变压器、母联线路等，也需要及时进行更换，并利用直接跳闸模式来进一步提高装置保护功能，搭配着单独光口来确保信息的直接传输，以提升处理结果的可靠性与实时性[1]。

另外，在主变压器各侧及220kV间隔处需要提前布置双套保护措施，借助GOOSE网络来完成信息传输，满足系统安全运营要求。

5.电量计费系统改造
除上述提到的改造内容外，在此次改造活动中也需做好电量计费系统的改造工作。

以往使用的电能表存在计费不准确的问题，主要原因是其使用的系统相对落后，容易出现无计费潜动问题。

在此次智能化改造中，更换以往的计费系统，使用更加新型的数字电能表，以提高计费结果的精准度。

而变电站中使用到的非关口计量表，会使用SV网络进行采样，对于关口计量表则会使用点对点采样来完成数据采集，以提高所采集数据的完整性与准确性[2]。

二、改造效果分析
经过改造处理后得到了以下改造效果：（1）拓展了变电站监控系统的运行功能，包括智能调度、智能预警、智能分析、仿真数据演示、分布式状态整理、智能保护等，这样也减少了故障发生概率，使系统生命周期可以得到延长，提高系统运行时带来的经济效益。

（2）变电站运维效率得到有效提升，经过此次改造活动，系统可以顺利实现自动化控制、在线监测管理、协同互动管理等功能，这样也可以有序提升智能化运行水平，提高220kV变电站运行管理过程的便捷性[3]。

三、结束语
综上所述，相较于传统220kV变电站，经过智能化改造的变电站，可以有效提升系统运行功能和工作效率，同时也可以传输更加准确的运行数据，满足系统安全运行要求。

利用某案例来整理智能化变电站改造经验，不仅可以降低工作人员的工作强度，而且对于促进变电站安全可靠有效运行也有着积极地促进作用。

参考文献
[1]张爱军,赵丽君.220 kV变电站智能化改造技术要点及方案实施[J].内蒙古电力技术,2021,39(01):59-63.
[2]张红,王雷,岳峦嵩.某220kV变电站智能化改造施工过渡方案[J].农村电气化,2019(02):16-18.
[3]凡红涛,陈秋红.220kV变电站智能化改造方案研究[J].电工技术,2018(01):132-133.。