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智能变电站设备设计
作者：王晨
来源：《中国科技博览》2013年第28期
[摘要]智能化变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
[关键词]电子互感器电气设备选型在线监测传感器
中图分类号：F407.6 文献标识码：F 文章编号：1009―914X（2013）28―0408―01
1.1课题来源、目的、意义和要求
为了更好地服务经济和社会的发展，巩固和提升我国电网的技术领先水平和国际竞争力，国家电网公司提出了建设中国特色统一坚强智能电网的战略发展思路[1]。其中，变电环节是实现坚强智能电网的关键和基础[2]，而且变电站自动化作为智能电网高级输电运行的首要技术组成单元[3]，正面临实现智能化的发展要求。
国网公司在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中明确提出在“十一五”期间要研究、实施示范智能变电站。国内各网省公司纷纷开始智能变电站试点工程的建设。
而110kV变电站是电网建设和电网网络改造中非常重要的技术环节，所以做好110kV变电站的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110kV变电所的建设中，存在土地、资金等资源浪费严重，改造困难，以及工频电磁辐射、无线电干扰等问题，已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以110kV智能变电站需要采用节约资源的设计方案，要克服通信干扰和噪声，既要保证电能质量和用电安全等问题，还要体现出智能变电站的特点，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。
随着电力行业的一步步发展，智能变电站作为智能电网的一部分必将被国家电网公司更加重视，而110kV智能变电站在调度、运行和控制等方面较传统变电站的巨大优势也会进一步的推动智能化变电站的普及[4]。 1.2 智能变电站的特点
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1.2.1智能变电站内涵 智能变电站的特点有：
数字化：对电网更加快速可靠地感知和控制。
智能自愈：融合智能技术和人的知识，提高电网自我抗扰动能力，事故时动态重构、快速自愈。
环保：环境友好，关注可再生能源和储能技术发展。
延伸：电网的概念延伸至终端用户，影响用户行为，挖掘需求侧的安全和经济潜力。 互动：方便实现客户定制，体现电网更大的价值。
适应性强：适应多种发电技术，变电站和控制中心的智能化协调。
智能变电站是比数字化变电站更先进的应用，智能变电站的重要特征体现为“智能性”，即设备智能化与高级智能应用的综合。 1.2.2智能一次设备
高压设备是电网的基本单元，高压设备智能化（或称智能设备）是智能电网的重要组成部分，也是区别传统电网的主要标志之一。利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控、进而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能设备的核心任务和目标。《高压开关设备智能化技术条件》、《油浸式电力变压器智能化技术条件》对一次设备智能化做了相关规定。在满足相关标准要求的情况下，可进行功能一体化设计，包括以下三个方面：
（1）将传感器或／和执行器与高压设备或其部件进行一体化设计，以达到特定的监测或／和控制目的：
（2）将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一体化设计，以减少变电站占地面积； （3）在智能组件中，将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计，实现一、二次设备的融合。
这也是本文研究的重点方向。 2.1 原始资料分析 2.1.1变电站的建设规模
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（1）类型：110kV地方变电站。
（2）最终容量：根据电力系统的规划需要安装两台容量为31.5 MVA，电压为110kV/35kV/10kV的主变压器，主变各侧容量比为100/100/100，一次设计并建成。 2.1.2电力系统与本所的连接情况
（1）待设计的变电站是一座降压变电站，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。 （2）本变电站有两回平行线路与110kV电力系统连接，有两回35kV电力系统连接。 （3）本变电站在系统最大运行方式下的系统正、负阻抗的标么值示意图如图2-1（Sj=100MVA），110kV及35kV电源容量为无穷大，阻抗值各包含平行线路阻抗在内。 电所不考虑装调相机、电容器等无功补偿设备，35kV因电网线路的电容电流较少，也不装设消弧线圈，110kV出线无电源。 电力负荷水平：
110kV进出线共2回，两回进线为110kV的平行供电线路，正常送电容量各为35000kVA。
35kV进出线共2回，两回进线连接着35kV电源，输送容量各为35000kVA。
10kV出线共12回，全部为架空线路，其中3回每回输送容量按5000kVA设计；另外5回每回输送容量为4000kVA，再预留四个出线间隔，待以后扩建。 环境条件：
（1）当地年最高温度39.1℃，年最低温度－5.9℃，最热月平均最高温度29℃；最热月平均地下0.8m土壤温度21.5℃。 （2）当地海拔高度1518.3m。 （3）当地雷电日T=25.1日/年。 2.1.3 110kV智能变电站设计基本任务
本次设计应该完成按照《110kV~220kV智能变电站设计规范》的要求，完成相关任务：
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