俞子堯，金 曼，呂煥吉，甲吉山,孫令文

(1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林長春 130021；2.長春電力設(shè)計(jì)有限公司，吉林長春 130051；3.國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春市九臺(tái)區(qū)供電公司，吉林長春 130500；4.國網(wǎng)吉林省電力有限公司榆樹市供電公司，吉林長春 130400)

隨著社會(huì)的發(fā)展，電力在人們的工作和生活中起著越來越重要的作用，社會(huì)對農(nóng)網(wǎng)變電供電可靠性的要求也越來越高。為了滿足人們對用電安全性、穩(wěn)定性的要求，農(nóng)網(wǎng)變電站建設(shè)也在逐步向著更高安全性、穩(wěn)定性的設(shè)備配置方向發(fā)展。

66 kV智能變電站具有良好的交互性、可靠性，目前長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66kV新建變電站都在以智能化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。

1 長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66 kV智能變電站概況

長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66 kV智能變電站新建工程及多數(shù)改建工程以完整內(nèi)橋接線方式建設(shè)，即2臺(tái)主變壓器(簡稱主變)、66 kV兩條電源單向供電、10 kV單母線分段接線，保證供電可靠性。有部分變電站維持原一次系統(tǒng)現(xiàn)狀，接線形式采用單母線接線。

除長春城郊地區(qū)部分智能變電站采用全戶內(nèi)布置外，長春的雙陽、德惠、農(nóng)安、榆樹及城郊地區(qū)大部分智能變電站采用戶外布置方式，即一次設(shè)備場地和生產(chǎn)綜合樓結(jié)合的方式。變壓器、66 kV隔離開關(guān)、66 kV斷路器、66 kV電壓互感器(含智能控制柜)等一次設(shè)備采用戶外布置，10 kV開關(guān)柜和綜合自動(dòng)化設(shè)備戶內(nèi)布置。戶外完整內(nèi)橋接線形式的智能變電站參照執(zhí)行國家電網(wǎng)公司通用設(shè)計(jì)66-C-2方案相關(guān)模塊，結(jié)合變電站現(xiàn)狀，進(jìn)行合理布置，全面優(yōu)化，變電站總用地面積2800 m2左右，其中圍墻內(nèi)用地面積2460 m2左右，生產(chǎn)綜合樓建筑面積330 m2左右，一層布置，層高4.5 m，框架結(jié)構(gòu)，布置有10 kV配電裝置室、二次設(shè)備室、衛(wèi)生間、安全工具室、警衛(wèi)室。長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66 kV智能變電站完整內(nèi)橋接線形式示意圖見圖1。

故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作情況：

(1)66 kV線路至主變高壓側(cè)斷路器之間故障：①66 kV電源線路單相接地或者斷線，對端電源側(cè)66 kV系統(tǒng)接地告警。②66 kV電源線路相間短路，對端電源側(cè)66 kV線路保護(hù)動(dòng)作跳閘。

(2)主變高壓側(cè)斷路器至主變低壓側(cè)斷路器之間故障：①單相接地或斷線，后備保護(hù)接地告警。②相間短路，主變差動(dòng)保護(hù)或者高后備保護(hù)動(dòng)作跳主變各側(cè)斷路器。③主變內(nèi)部故障，非電量保護(hù)動(dòng)作跳主變各側(cè)斷路器。④主變過負(fù)荷，后備保護(hù)裝置告警。

(3)10 kV出線故障：①單相接地或斷線，小電流接地選線告警，主變低后備保護(hù)接地告警。②相間短路，10 kV線路保護(hù)動(dòng)作跳開故障線路斷路器。③線路過負(fù)荷，保護(hù)裝置告警。

(4)10 kV電容器間隔故障：①相間短路，10 kV電容器保護(hù)動(dòng)作跳開故障電容器間隔斷路器。②10 kV系統(tǒng)電壓高或者電壓低，10 kV電容器過壓、欠壓保護(hù)跳開故障電容器間隔斷路器。③電容器內(nèi)部故障，不平衡電壓保護(hù)跳開故障電容器間隔斷路器。

⑩⑨⑧⑦⑥⑤-②①位置編號(hào)#2TV出線8～5#2-2電容器#2-1電容器母聯(lián)乙柜#2站用變#2主受#1TV#1站用變母聯(lián)甲柜#1-2電容器#1-1電容器出線1～4#1主受設(shè)備名稱

圖1長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66kV智能變電站完整內(nèi)橋接線形式示意圖

2 長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66 kV智能變電站二次設(shè)備現(xiàn)狀

2.1 自動(dòng)化系統(tǒng)配置

長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)66 kV智能變電站按照無人值班智能化變電站模式建設(shè)，采用DL/T 860(IEC61850)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化系統(tǒng)。

66 kV智能變電站按照體系分層可分為站控層、過程層和間隔層。站控層包括自動(dòng)化監(jiān)視控制系統(tǒng)、對時(shí)系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)，采用SNTP網(wǎng)絡(luò)對時(shí)方式，站控層網(wǎng)絡(luò)配置按照MMS、GOOSE、SNTP三網(wǎng)合一方式建設(shè)，按照雙星型網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，可完成數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制、操作閉鎖、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能。過程層包括智能變壓器、SF6斷路器、CT/TV等所屬的智能組件(合并單元+智能終端)，設(shè)備采用IRIG-B對時(shí)，點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)流量、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、產(chǎn)品成熟度等。間隔層包括保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波裝置等二次設(shè)備，采用IRIG-B對時(shí)信號(hào)，與各種遠(yuǎn)方輸入/輸出、傳感器和控制器接口，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)間隔采集的數(shù)據(jù)作用于該間隔一次設(shè)備的功能。

2.2 保護(hù)配置

2.2.1 主變保護(hù)

每臺(tái)主變按照主后合一裝置雙套配置，雙套配置避免單套故障主變失去保護(hù)，給人身安全及電網(wǎng)設(shè)備安全造成嚴(yán)重危害。主變本體智能終端就地布置，具備非電量保護(hù)功能，同時(shí)可以采集主變檔位、溫度和遙調(diào)控制。主變本體非電量保護(hù)跳閘采用電纜直跳主變各側(cè)和橋斷路器的方式，可以滿足該保護(hù)對實(shí)時(shí)性和可靠性的要求。

差動(dòng)保護(hù)作為變壓器保護(hù)的主保護(hù)，保護(hù)范圍是構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流互感器所包圍的部分，包括變壓器本體、電流互感器與變壓器之間的引出線，同時(shí)可以反映變壓器繞組的匝間(不包括很少匝)短路、相間短路故障故障；后備保護(hù)用作變壓器外部的相間短路故障和作為變壓器內(nèi)部繞組、引出線相間短路故障、變壓器接地故障的后備保護(hù)；非電量保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障和繞組開焊故障及短路故障(繞組很少匝的匝間短路故障)，保護(hù)動(dòng)作跳開主變各側(cè)和橋斷路器。

2.2.2 10 kV線路保護(hù)

10 kV線路間隔配置三段過流保護(hù)，含一次重合閘、低頻低壓減負(fù)荷、小電流接地選線功能。10 kV選取測控保護(hù)一體化裝置，下放安裝在10 kV開關(guān)柜內(nèi)，既能保證供電的可靠性，又節(jié)省空間、電纜及施工時(shí)間。保護(hù)范圍為保護(hù)卷電流互感器以下，由于10 kV系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，單相接地可以運(yùn)行2小時(shí)，并且具有一次重合閘功能。保護(hù)動(dòng)作跳開本間隔斷路器。

2.3 智能組件配置

(1)主變高壓側(cè)合并單元、智能終端裝置雙套配置，就地安裝在主變間隔智能控制柜內(nèi)。(2)主變低壓側(cè)合并單元、智能終端裝置雙套配置，就地安裝在10 kV主受柜內(nèi)。(3)66 kV TV合并單元、智能終端單套配置，就地安裝在智能控制柜內(nèi)。(4)主變本體智能終端單套配置，本體非電量保護(hù)就地安裝在主變附近本體智能匯控柜中，采用電纜直跳主變各側(cè)及橋斷路器的方式，完成主變壓器非電量保護(hù)跳閘、溫度采集和檔位遙調(diào)控制功能。

2.4 交、直流及不停電系統(tǒng)

站用電系統(tǒng)采用交流電壓為380/220 V，雙電源接線，設(shè)ATS備自投裝置，當(dāng)1回進(jìn)線電源故障自動(dòng)切除故障電源，投入另1回備用電源。站內(nèi)交流不停電電源采用UPS電源裝置，UPS裝置不配備蓄電池，站用變交流電為系統(tǒng)提供電源，備用電源取自站用直流系統(tǒng)，根據(jù)變電站實(shí)際負(fù)荷選用適合的UPS容量。直流電源采用單套直流充電系統(tǒng)配置，蓄電池組選取閥控式密封鉛酸蓄免維護(hù)電池，蓄電池的容量滿足2小時(shí)(通信電源按4小時(shí)考慮)放電進(jìn)行計(jì)算，蓄電池個(gè)數(shù)共104只，單體電壓為2 V。

2.5 其它二次設(shè)備

全站配置1套公用的衛(wèi)星(GPS/北斗)對時(shí)系統(tǒng)。主時(shí)鐘采用雙重化配置，時(shí)鐘對時(shí)同步精度和守時(shí)精度滿足站內(nèi)所有二次設(shè)備的對時(shí)精度要求。

變電站安裝一套智能輔助控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全站環(huán)境和設(shè)備的圖像監(jiān)控、安防系統(tǒng)、SF6氣體檢測、溫濕度監(jiān)測、照明遠(yuǎn)程控制、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等功能。

變電站設(shè)智能型微機(jī)防誤工作站，全站防誤功能由微機(jī)防誤系統(tǒng)、一次設(shè)備電氣閉鎖和10 kV開關(guān)柜的五防閉鎖共同完成，可以實(shí)現(xiàn)全站就地防誤操作和遠(yuǎn)方防誤操作閉鎖功能。智能控制柜安裝智能閉鎖單元，10 kV電容器組網(wǎng)門防誤功能應(yīng)由微機(jī)防誤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。微機(jī)防誤子站具備接入相應(yīng)調(diào)度端防誤主站功能。

3 長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)智能變電站二次設(shè)備發(fā)展方向

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能模塊就地化變電站試點(diǎn)工程已經(jīng)投入運(yùn)行，浙江等南方各省就地化保護(hù)試點(diǎn)工程正在穩(wěn)定運(yùn)行中，而且在東北嚴(yán)寒地區(qū)黑龍江漠河等地也有試點(diǎn)工程，因此適合長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)變電站的使用要求。智能模塊就地化變電站采用高防護(hù)、全密閉、抗干擾能力的智能設(shè)備，具有先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的特點(diǎn)。

就地化保護(hù)二次設(shè)備具備如下優(yōu)點(diǎn)：(1)就地化保護(hù)測控裝置采用標(biāo)準(zhǔn)航空插頭接口，裝置接口采用專用具有物理防誤插功能的電連接器、光纖連接器通過預(yù)制電纜和預(yù)制光纜實(shí)現(xiàn)對外連接。實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備“即插即用”、工廠化生產(chǎn)和快速更換、檢修，配置文件實(shí)現(xiàn)一鍵式下裝，現(xiàn)場少維護(hù)、易維護(hù)，現(xiàn)場工作量大幅降低，縮短現(xiàn)場停電檢修時(shí)間，提高人員承載能力。(2)采用就地化保護(hù)、測控單元集成，取消合并單元及智能終端，減少了裝置類型及數(shù)量，降低設(shè)備缺陷率。實(shí)現(xiàn)了直接采樣、直接跳閘，簡化了中間環(huán)節(jié)，提升保護(hù)速動(dòng)性和系統(tǒng)可靠性。設(shè)備種類減少、數(shù)量降低，設(shè)備無需空調(diào)、戶外柜等外部溫控及防護(hù)，二次屏柜數(shù)量大幅縮減，實(shí)現(xiàn)設(shè)備少、占地小、投資省的經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。(3)智能模塊就地化變電站采用高防護(hù)、全密閉、抗干擾的智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)裝置的集成化、小型化，接口標(biāo)準(zhǔn)化，提高了裝置的防護(hù)等級(jí)，可以適應(yīng)各地區(qū)不同的環(huán)境。(4)二次設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)工廠化安裝調(diào)試，縮短建設(shè)周期。(5)現(xiàn)場級(jí)保護(hù)具有架構(gòu)簡單、就地電纜跳閘、無中間環(huán)節(jié)、保護(hù)動(dòng)作快、單裝置失效影響范圍減小、系統(tǒng)可靠性高的特點(diǎn)。

4 總結(jié)及建議

長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)變電站承載著長春地區(qū)多數(shù)人口及農(nóng)業(yè)發(fā)展的用電需求，長春地區(qū)農(nóng)網(wǎng)智能變電站二次設(shè)備現(xiàn)狀滿足地區(qū)發(fā)展要求，正在安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。

智能變電站隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，會(huì)逐漸成為變電站的標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著就地化保護(hù)的推廣，簡化設(shè)備配置，裝置集成，安裝調(diào)試簡便，故障檢修快速及時(shí)成了智能變電站的發(fā)展方向，長春地區(qū)未來農(nóng)網(wǎng)智能變電站的建設(shè)需要沿著就地化保護(hù)方向邁進(jìn)，保證供電安全、可靠，為長春地區(qū)農(nóng)村人口及農(nóng)業(yè)發(fā)展開創(chuàng)新的篇章。