刘文传

（国网辽宁省电力有限公司营口供电公司，辽宁 营口 1 1 5 1 0 0）

2 2 0 k V智能化变电站供电构想

刘文传

（国网辽宁省电力有限公司营口供电公司，辽宁 营口 1 1 5 1 0 0）

随着社会的不断发展，电网逐渐趋于智能化，而变电站作为电网的最基本的组成部分，智能变电站也将逐渐取代传统变电站的位置。它能够收集电网内部的基础数据进行分析并执行相应的命令，使设备工作状态、模式以及电力调度实现协调统一，确保电网可以稳定且高效的运作。本文介绍了智能化变电站供电项目的背景，分析并计算了其可靠性，最后也提出了智能化变电站供电构想以及方案。

智能化变电站；背景；可靠性；构想；方案

随着电气时代的到来，电力对各个城市的发展至关重要，各城市的电网电压对其发展以及提高城市的现代化程度都有着深远的影响。现如今，我国城市电网的输电电压等级主要有5 0 0 k V以及2 2 0 k V。然而，在使用三级电压供电过程中，2 2 0 k V变电层级较小，从而暴露出了较为严重的问题，比如变电设备容量重复建设而且有较大的网损，目前这些问题还没有得到解决。我国现有的电网距离部分地区较远，因此在运输电力时便会加大损耗，同时也会降低供电的可靠性，所以，为了优化电网的结构并提高供电的可靠性，建立2 2 0 k V的变电站十分必要。

1 项目背景概况

自2 1世纪以来，各个国家对电网的智能化都十分重视，已经上升到国家战略的高度。智能化电网需要做到发电、运输、配电、调度以及用电的智能化。电网智能化的关键就是变电站的智能化，目前，欧美等发达国家的变电站智能化较高，技术也比较先进，而且大部分发达国家的变电站都已经能够做到无人值守，都由调度中心统一的控制，一旦有事故发生，调度中心就会以最快的速度直接进行处理。

我国已经基本做到了变电站的遥测、遥信、遥控以及遥调四种功能，大部分变电站也已经做到了无人值守，相关技术以及装备也已经处于国际领先水平。总而言之，我国已经可以自主完成变电站的智能化，缺陷就是智能化程度不高，要赶上发达国家的脚步，还有一定的发展空间。

2 变电站可靠性的分析与计算

2.1 可靠性要求

选择最优的变电站分析计算方式以及运行方式，首先需要明确几个可靠性原则，通常情况下，变电站有三种供电可靠性原则：首先，如果没有遇到停电等紧急问题，变电站必须保证最少存在一条线能够保持正常供电；其次，变电站需要有多条线能够保证正常供电；最后，变电站输出电线必须保证供电连续且正常。

2.2 确定好预想的故障和事件集合

在满足变电站可靠性要求的条件下，我们还应该确定好预想的故障以及事件集合。研究表明，除了要考虑发电机、变压器、母线以及断路器等一次设备，而且需要考虑如果继电器等保护装置没有正常动作从而产生的不良影响，此外，还要考虑是否对主变压器的开关采取了相关的保护措施。

如果继电保护装置发生了错误的动作，它就会与断路器的错误工作串联在一起，因此在计算的过程中，必须要将误动率以及串联关系与断路器的误动率加到一起。一旦母线的差动保护也出现异常现象，同样也要将串联关系和母线的短路故障率加到一起。

在配置继电保护装置过程中，必须注意如果设备失灵是否会影响配置等问题，假如一台设备出现故障，其他两台设备就会相继出现问题，一台设备将会处于检修状态。变电站可靠性计算最为重要的问题就是当设备出现故障或者故障组合时，能够做出科学的判别，是否会引发类似负荷点停电的问题。这里所提到的故障问题能够归纳为负荷停电问题的集合。

一般情况下，求故障集合的方法有两种，分别是最小路集法和最小割集法，就是列举出所有能够影响变电站供电可靠性的故障以及不符合可靠性原则的故障。最小路集法就是指将变电站的电气接线图转换成网络图，使用网络等工具，搜索网络的输入节点到输出节点这一段内容，进而得到所有的最小路。根据最小路集法能够得到最小割集，然后又可以根据最小割集判断设备的故障，从而得到变电站供电回路出现问题的根本原因，之后根据设备可靠性准则的参数，计算变电站的运行方式，进而实现可靠性准则。

2.3 供电可靠性指标

时间概率量是供电可靠性的一个重要指标，当变电站正常工作的过程中，概率通常指的是供电的可靠率以及变电站的可用率，能够满足可靠性准则，使其能够长时间保持可靠的状态，变电站在可靠状态下工作的时间与工作总时间的比例，这就属于时间概率量。反之，若变电站违背了可靠性准则，在故障状态下的概率就叫做不可靠率或者不可用率。变电站因为出现问题从而导致的年平均停电时间叫做电力不足的平均时间，是由于变电站出现故障而不能满足可靠性原则，从而导致对用户不能正常供电的平均时间。

如果变电站的电量不能达到期望值，那么就会引起单位时间内变电站无法满足可靠性原则等问题，从而引发用户停电或缺电的现象。我们一般根据设备的灵敏度来评估其可靠性，通过分析变电站灵敏度，我们能够更方便且直观地监测设备的可靠性，如果变电站供电的可靠性受到影响或者其可靠性出现薄弱的环节，可以通过分析灵敏度而及时得知，然后再采取措施加强设备可靠性的管理。

3 2 2 0 k V智能化变电站供电构想与方案

3.1 供电电压及接入方案的选择

供电电压采用2 2 0 k V，配电设备选用的是G I S设备，低压配电装置选用的是开关柜，如此不仅可以减少占地面积而且还能够提高供电的可靠性，此外，还能够减少运行维护的次数。主要技术方案选用《国家电网公司输变电工程通用设计1 1 0（6 6）-7 5 0 k V变电站分册》2 2 0 A 1-2（3 5）方案。

3.2 变电站规模

我国行业标准《化工企业供电设计技术规定》中提出：“二级负荷最好通过双回电源线路供电，如果负荷较小而且使用双回电源困难较大时，也能够使用单回专用电源线路供电。”“当存在两台主变压器的条件下，应该保证任意一台断开时，另一台主变压器能够长时间正常过载能力情况下，满足一、二级负荷的供电，从而保证全厂主要装置不致停产。”根据以上要求，变电站设计规模如图1所示。

3.3 电气主接线设计

电气主接线的设计要根据电网中的地位、区域站的规划容量、末端荷载特性、线路分布情况以及变压器等设备的总数和特点来确定的。电气主接线主要包括进线回路和出线回路两部分，包括有汇流母线和无汇流母线两种。2 2 0 k V侧设计4路出线，远景6路出现，北向走线，工程设计初期只上#1变压器2 2 0 k V侧进线G I S间隔设备。#2和#3主变压器的设置是为了长远打算，主接线简图如图2所示。

图1 变电站的规模

图2 主接线简图

4 结语

随着社会的不断发展进步，电力已经成为各个领域发展的基础，各行各业对电能质量的要求也越来越高。现如今，新型工业化不断进步，这对于电力系统、电网结构以及电气主接线形式都有着深远的影响，同时它也是推进电网发展的不竭动力。智能化变电站是电网的必然趋势，目前已经上升到国家战略的高度，智能变电站直接决定电网的发展，因此，形成技术先进且经济合理的变电站设计方案，对智能化变电站的建设有重要的意义。

[1]黄艳华. 化工企业自建1 1 0 k V变电站供电方案浅析[J]. 化学工程与装备，2 0 1 2,0 9:6 9~7 1.

[2]陆高峰. 浅析2 2 0 k V变电站供电可靠性定量[J]. 低碳世界，2 0 1 4,1 7:8 4~8 5.

[3]尤倩倩. 宣钢1 1 0 k V变电站供电系统优化工程[J]. 科技创业家，2 0 1 4,0 7:1 2 2.

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