淺談110kV 無人值守變電站設(shè)計

（暢達峰電力科技有限公司，江蘇 常州 213000）

一、一次設(shè)計

（一）主接線設(shè)計工作

這是110kV 變電站一次設(shè)計工作中尤為重要的一環(huán)，由于主接線設(shè)計流程較復(fù)雜，所以設(shè)計人員一定要做好前期的設(shè)計方案，并針對實際情況制定科學合理的后期改擴建方案。需注意的是，主接線的設(shè)計工作會直接影響到后期輸變電設(shè)備選擇及配電裝置的布置形式，所以在設(shè)計主接線的過程中一定要格外重視主接線的科學性和合理性。

（二）主變壓器的選擇

除做好主接線設(shè)計之外還要做好主變壓器的選擇。為確保電力系統(tǒng)正常運行，設(shè)計人員需根據(jù)規(guī)劃年短路電流水平和負荷情況的需求選擇電壓等級、型式和容量合適的變壓器。在實際選擇過程中，設(shè)計人員會結(jié)合電壓等級及最大負荷需求選擇合適的主變壓器。如處于夏季用電高峰期時，由于此時實際的電力負荷達到峰值，為確保電力系統(tǒng)的可靠性，常規(guī)110kV 變電站至少啟用兩臺或以上的變壓器。同時要考慮變壓器的容量選擇合理性，即其中某一臺變壓器設(shè)備故障后，另一臺變壓器設(shè)備仍然可以帶所有一、二級負荷，并以此來保障正常的供電工作。

（三）選擇合適的配電裝置布置方案

在針對110kV 變電站進行一次設(shè)計的過程中，設(shè)計人員還要針對實際情況選擇合適的配電裝置布置方案。一般110kV 變電站多采用普通中形或者半高型的配電裝置布置方案。舉例來說，如設(shè)計人員選擇高型配電裝置布置方案，此時一定要做好變電站母線的布置工作，只有做好前期的母線布置工作，才能有效降低后期的變電站維護難度。若選擇半高型或普通中型的配電裝置布置方案，設(shè)計人員應(yīng)適當縮減變壓器設(shè)備間的距離，并對原有布置方案進行優(yōu)化。同時，為提高變電站系統(tǒng)的安全性還要做好防震設(shè)計工作。變電站設(shè)計時需根據(jù)實際荷載進行設(shè)計，必要時進行地基處理并留有裕度，最大限度地減少地面沉降。

（四）根據(jù)實際用電需求，選擇合適的直流系統(tǒng)

在變電站的一次設(shè)計過程中，還要根據(jù)運行情況設(shè)置相應(yīng)的直流系統(tǒng)。利用直流系統(tǒng)可大幅提高變電站設(shè)備的可靠性。例如在設(shè)計直流系統(tǒng)的過程中，首先需對變電站相應(yīng)直流負荷進行統(tǒng)計。然后根據(jù)相關(guān)直流負荷要求，合理選擇直流蓄電池容量和型式以及直流系統(tǒng)主接線結(jié)構(gòu)，根據(jù)DL/T5044-2014 中相關(guān)要求對直流系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備和導(dǎo)體進行選擇。選擇直流系統(tǒng)斷路器和熔斷器，要嚴格按照相應(yīng)整定原則和靈敏度校驗原則進行確認。

（五）智能斷路器與電子式互感器的設(shè)置

1）高壓斷路器是變電站中最常見的一種設(shè)備，不論常規(guī)站還是智能站都離不開高壓斷路器。該設(shè)備的運行工況直接影響到變電站的故障切除與線路運行的恢復(fù)。由于高壓斷路器的使用頻率高，現(xiàn)有的機械特性不能滿足高電壓、高頻次的使用需求，因此該設(shè)備故障較多，是檢修的重點。現(xiàn)有的傳感技術(shù)可以使得該設(shè)備處于更為便捷的監(jiān)測下：實時監(jiān)測泄漏電流、監(jiān)測SF6 氣體密度、監(jiān)測開合的次數(shù)、監(jiān)測設(shè)備本身的振動情況、利用紅外線進行設(shè)備造影、監(jiān)測分合閘線圈的絕緣特性與電流等。2）電子式互感器作為智能變電站革命性的設(shè)備，近年來應(yīng)用較廣。其變革性體現(xiàn)在合并單元輸出數(shù)字信號，保護用小互感器逐漸退出歷史舞臺；PMU 相量測量單元被WAMS 合并；電能計量裝置改為全數(shù)字式，軟件功能可以實現(xiàn)電能在線計量。

二、二次系統(tǒng)設(shè)計

（一）變壓器保護配置

變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備，其直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的供電和運行穩(wěn)定性，一旦發(fā)生故障，損失巨大。根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，考慮微機保護的具體情況，一般變壓器保護采用雙主雙后的配置方式。主保護宜采用比例制動特性的縱差保護，其具有可靠的涌流制動功能。后備保護可采用帶方向或不帶方向的過電流保護。若靈敏度不夠時，可考慮采用復(fù)合電壓啟動的過電流保護。

（二）工作電源

工作電源為控制、測量信號以及繼電保護裝置提供可靠電源，一般有UPS 電源、直流電源、交流電源、通信電源等。交流電源一般由站用電提供，站用變應(yīng)具有兩路獨立電源，互為備用，裝設(shè)有自動投切裝置，可以實現(xiàn)工作電源與事故電源不間斷自動投切，并帶通信接口接入計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

（三）圖像監(jiān)控系統(tǒng)

變電站的圖像監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對變電站現(xiàn)場監(jiān)視的圖像、聲音等實時數(shù)據(jù)進行采集，利用先進的模式識別和人工智能技術(shù)，實現(xiàn)對變電站現(xiàn)場的電源監(jiān)測、消防監(jiān)測、入侵監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)測等功能的自動化系統(tǒng)。特別是在變電站有設(shè)備異常、外物侵入、火災(zāi)、氣體泄漏等事件時，可以通過紅外探測、煙感探測、電子圍欄等遠程監(jiān)視功能，及時做出處理，故也被稱為遙視系統(tǒng)。先進的遙視系統(tǒng)可以對監(jiān)控對象進行預(yù)警和告警，記憶告警事件。遙視系統(tǒng)可實現(xiàn)變電站現(xiàn)場可視化，這是對無人值守變電站“四遙”的有益補充，進而提高了無人值守變電站運行的安全性和可靠性，實現(xiàn)電力管理智能化。

三、結(jié)語

110kV 無人值守變電站的基本目標是通過一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、微機數(shù)字化、現(xiàn)場可視化等技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)變電站無人值守目標，最大化減少變電站運行成本，提高變電站運行的安全性、穩(wěn)定性。