110kV梅山智能化变电站设计建设浅析
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作者: 秦沈峰 朱海梅
摘要 在变电站自动化领域中，微机保护与测控技术十多年的飞速发展和广泛应用，电子式光电式互感器技术的成熟，IEC 61850标准、智能开关的出现，使智能化变电站成为可能。智能化变电站不仅使用方便，而且安装调试简便，大大缩短了建设周期，节省了建设费用，带来良好的经济效益，使变电站自动化进入智能化阶段成为一种潮流。
关键词 110kV；梅山电力系统；智能化变电站；设计；建设
中图分类号 TM63；TM76 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0099-01
智能变电站是坚强电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，它是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节。
110kV梅山变作为国网通设110-A3-3半户内变智能站方案在绍兴局的首次应用，设备新颖，采用创新设计配置。全站总用地面积4177m2，合6.266亩，其中变电站围墙轴线内占地面积：2386.4m2，合3.579亩；配电楼总建筑面积1503m2。110kV梅山变本期主变2台，容量2×50MVA，终期容量3×50MVA；110kV为内桥+线变组接线，终期进线3回；本期采用内桥接线，进线2回；10kV终期为单母线四分段接线，出线36回；本期单母线分段接线，出线24回；10kV电容器6回，Ⅰ段、Ⅳ段母线各接2回，每段容量为4800kvar+3600kvar；Ⅱ段、Ⅲ段母线上各接1回，容量分别为4800kvar和3600kvar；各电容器组接线为单星型接线，本期4回，接于10 kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段母线上。10kV消弧线圈3组，Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅳ段母线上各接1组，本期安装2组，接于10 kVⅠ段、Ⅱ段母线上。
110kV梅山变按智能变电站通用设计原则设计，二次系统采用“三层三网”模式，其中过程层采用光纤点对点网络、直采直跳方式，非电气量采用电缆直采直跳方式，全站配置合并单元和智能终端。根据智能变电站一体化监控建设要求安全分区，配置监控主机，数据服务器、数据通信网关机、综合应用服务器、防火墙和正、反向隔离装置等设备。同时还配置在线监测系统。全站设备配置先进，性能优越。
智能设备上，110kV线路测控装置、线路合并单元、线路智能终端、线路电能表，110kV内桥合并单元、内桥智能终端、内桥电能表，110kV母设合并智能终端一体化装置、母设测控装置，就地安装于GIS汇控柜。主变非电气量智能终端一体化装置、主变中性点合并单元，就地安装于主变本体智能汇控柜。主变在线监测装置就地安装于主变本体附近；主变10kV侧智能终端、合并单元安装于主变10kV开关柜。10kV母设测控装置、10kV备自投装置、10kV馈线、并容、消弧线圈、10kV母分多合一装置、10kV电压并列装置等就地安装于10kV开关柜。主变主后一体化保护、主变测控装置，110kV内桥保护测控装置、110kV备自投装置，公共测控装置，一体化监控系统等设备均组屏安装于二次设备间。10kV装置通讯交换机安装于10kV开关柜室。
110kV梅山变在设计过程中，应用了多项智能变电站关键技术：
1）使用基于IEC6185标准的SV、GOOSE点对点网络、直采直跳方式通讯技术。过程层采用光纤点对点网络、直采直跳方式，可防止网络的稳定问题带来智能系统的不正常工作。
2）采用智能辅助系统综合监控平台实现全站智能监控，为运行人员对全站的空间实施全面监控。监控的内容有人员的活动，设备外观的变化，环境温湿度、风速、水位监测，SF6气体泄漏监测，消防报警，防盗系统，门禁系统，空调的远方控制等。这套平台的建设，极大地提高运行管理水平和快速反应能力。
3）一体化监控系统的应用使从安全Ⅰ区Ⅱ区至安全Ⅲ、Ⅳ区均能实现各区域相应的应用要求；
4）使用在线监测装置实现对运行状态的实时监控；在线监测装置的应用，主要分二个方面。一方面对一次设备上的监测，主要对主变压器的内部绝缘性能的监测，通过对变压器油化学性的监测，主变铁性接地电流的监测，预测主变压器的运行健康状态。另一方在二次设备上的监测，主要通过网络的监测，掌握网络通讯上运行状况，记录报文信息，为网络不正常运行，提供分析依据。
5）创新智能变电站设计工作模式，应用智能变电站设计配置一体化软件，实现设计单位智能变电站二次系统设计能力的突破，将网络中的复杂信息流的数据以简单的图文表达形式展现在工程技术人员面前，从而提高了设计成品质量及变电站建设工作效率，为智能变电站大规模建设缩短建设周期提供有力保障。
6）110kV常规互感器合并单元，在绍兴电网属首次应用，它简化一次设备，降低工程建设造价。
通过梅山变的实施并通过试运行，项目取得了良好的应用效果。主要表现在以下几个方面：
1）应用常规互感器合并单元，节省电流互感器绕组18只，同时对保留的互感器减小二次容量，从而节省约15万工程建设费用。
2）应用过程层采用光纤点对点网络、直采直跳方式，使得二次系统的抗干扰能力加强，节省二次电缆约12km，电缆沟的减少，总平面的缩减等，符合“节能减排”、“两型一化”的要求；
3）智能辅助系统综合监控平台实现全站智能监控，可减少运行人员现场巡视工作量，达到减人增效的目的；并且也可防止运行人员巡视不到位时造成时空上的空隙，给小偷乘机而入或火灾的发生。
4）在线监测装置的应用，自动实时监测设备，改变设备检修模式，可减少维护人员的工作量，同样达到减人增效的目的。
5）经过110kV梅山变电站的建设，为后续智能变电站的建设积累大量宝贵经验，培养出一大批智能站的建设工程技术人员。
6）实现智能变电站可以减少设备的退出次数和退出时间，提高设备的使用效率；提高系统的可靠性；设备具有互操作性，方便了设备的维护和更新，方便变电站的扩建及自动化系统的扩充，减少停运时间，提高工作效率；提升在运行可靠性，树立了国网公司发展绿色能源、提供优质服务的良好形象，产生了良好的社会反响。
今后需要改进的地方：
1）智能变电站认识不足。智能变电站建设，在国际上对智能变电站理解不同，而国内对智能变电站的研究已经领先于国际水
平，但是由于各大厂家的技术开发能力的参差不齐，设备缺陷较多，造成电网系统内部分工程技术人员对智能变电站技术持怀疑态度；并且智能设备将各专业技术的融合，影响部分专业人员的积极性。这方面还需要国网公司大张旗鼓地广泛宣传，并且增加培训和应用竞赛的力度。
2）光纤熔接。由于传统变电站的安装，不需要大量的光纤施工，而智能变电站大量地使用光纤，在光纤的熔接方面，安装单位还等到没有充分准备，不会施工，以致需要依赖通信专业安装单位来帮助施工。为此，这方面基建部门需要加强引导，施工单位需要投入资金购买设备，培训部门要加强培训。
3）网络可靠性、安全性。过程层网络采用点对点、直采直跳方式，是基于网络技术可靠性和安全性有关待于进一步鉴定。所以我们还需要对网络作进一步研究，逐步取消点对点、直采直跳方式，全面实现网采网跳。
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