［摘  要］随着科技水平的不断提高，目前我国电力企业在110kV变电站运行中逐渐开始采用智能技术进行综合监控。综合监控技术的引进，大大提高了110kV变电站的自动化水平，进一步推动了110kV变电站的综合发展。传统的110kV变电站管理系统具有结构复杂和种类繁多的特点，导致缺乏高效的日常管理和人员维护，因此，智能电网作为一个至关重要的高新技术应运而生。

［关键词］110kV变电站；主变压器；风冷系统；断路器；隔离开关

［中图分类号］TE63　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）10–0033–02

1  110kV主变压器的设计和配置

1.1  确定主变压器的台数

在110kV变电站中变压器是一种核心的电力设备，变压器的主要功能是通过变换功率，压缩电费，减少在供电过程中的能源损耗，完成远距离配电。所以，在设计110kV变电站配电设备时，主变压器的实际台数和配置情况的详细数目对于设计的规范性和标准性有着重要影响。我国城乡目前输配电状况是：35kV和10kV线路转换功率逐渐被110kV所代替，这能够强化变电站供电的基础性能，提高供电的稳定性和可靠性，避免因为变压器故障而影响用户用电。变电站一般都会设置两台主变压器，互为备用，避免工作人员在检修线路时发生供电异常，或者线路发生故障而导致断电。有些大型专用变电站，通常都会安装3台主变压器，大型变电站的主变压器构造复杂，在安装过程中对技术人员的施工和维修技术要求都很高。

1.2  实现主变压器参数的实时监测

配电变压器是将高压电能通过转换直接分配给低压用户的一种电力设备，在其运行过程中有关人员会对变压器的详细参数做实时监测，随时保证变压器的正常运行，以减低损耗、运行经济为目的，进而提高整个供配电系统的科学性和可靠性。目前我国检测变压器参数的方法有两种：（1）变压器各端口的信息数据通过A/D芯片采集后，经由计算机软件计算参数值，此方法由于测量精度与检测设备的优劣因素关系太大，导致测量精度不理想；（2）通过DSP芯片直接分析处理A/D芯片的传输数据，虽然A/D芯片处理速度快，精度高，但需要独立的单片机作为控制器，故而使硬件配置变得复杂。针对这两种方法各自的弊端，提出一种新的检测方案，通过主CPU为ARM微控制器、A/D转换器为专用电能计量芯片，这种监测方案不但测量精度高，而且硬件配置简单。此系统可以实时和精确地测量变压器二次侧的有功功率、无功功率、视在功率等，还能同时检测到变压器四路温度和一路湿度以及两路风机电流，是最符合经济成本和检测功用的实现参数的方法。

1.3  风冷系统自动化

选择主变压器的形式时要重点考虑冷却系统，变压器对于电力系统而言有着重要作用，一旦变压器发生故障，将会使整座变电站的正常供电和安全运行产生隐患和风险。而高效的风冷系统是电力系统正常运行的重要保障，但目前我国的风冷系统还没有规范标准，产品设备种类繁杂，缺乏有效的备品备件，长期存在运行缺陷，消缺周期过长对主变压器的正常运行极为不利（如图1），为了改变现有风冷系统的困境，我国开始研发自动化风冷系统设计方案如下：（1）考虑到交流系统电压不稳定，谐波分量和冲击分量要远大过直流系统，整流和滤波中的继电器不够专业，运行工况不流畅，采用专业的整流设备整流直流系统，稳定直流电压，能稳定继电器的安全运行，直流控制回路作为新型的风冷控制回路具有良好效果。（2）考虑到购买风冷系统控制回路的接触器和交流中间继电器等继电器具有一定的困难，即便购买齐全也缺乏相应的备件，延长了消缺时间。故而近年来逐步改造线路和变压器保护，转变为微机保护库存的电磁型和晶体管型继电器，此类继电器购买容易，同类产品多，有利于缩短消缺时间。（3）直流继电器使用寿命较长，能够使用15年以上。基于以上三点优势，新的风冷系统应该采取直流系统控制回路，实现运行电机的交流回路，进而实现风冷系统自动化。详见图2。
2  优化110kV配电设备的设计和配置

2.1  设计和选择断路器

断路器在110kV变电站高压回路正常运转的过程中能够给予线路保护和控制，是维护变电站线路正常运作的前提。选择断路器，从维修和成本的角度来说，最好选择同一个厂家和型号的设备。这样做的好处是：（1）有效保证备用件的供应货源和规范性；（2）方便维护人员日常维护和检修。配电人员选择断路器，额定开断电流的参考因素包括变电的热稳定电流、额定电流、动稳定电流等。选择断路器时，应该保证断路器本身具备分断时间较短、短路功能较强等功能，以确保能够安全可靠和高效地运转变电站。在实际工作中，断路器通常会选择绝缘性能好和耐用性强的六氟化硫断路器，这一断路器灭弧能力强，体积小，方便维修人员开展维护。

2.2  “远方/就地”切换回路设计

为预防变电站现场就地发生合闸事故，有关部门要求就断路器的“远方/就地”切换控制系统进行修改，建设现场手动断路器的刀闸闭锁回路，以避免控制人员误操作，引发事故。为标准化断路器远方/就地的控制回路设计和运行要求，避免就地操作断开跳闸回路引起拒动，要求“远方/就地”切换回路设计满足以下要求：（1）保护和监控系统分合断路器，开关控制应经由“远方/就地”有效监视合闸回路的完好性，当“远方/就地”切换远方时，断路器应该根据保护和监控系统进行分合闸操作，当切换成就地时，保护和监控系统应该立刻断开，由断路器控制回路，实现就地操作，从而避免检修人员在维修时出故障。（2）建设断路器两侧刀闸位置闭锁决定断路器的就地合闸操作。断路器两侧刀闸辅助接点应串接手动回路，当两侧刀闸同时拉开后才允许执行手动操作，经由“远方/就地”切换回路实现断路器功能自动化。

3  智能化110kV变电站的隔离开关设计

高压隔离开关是电厂和变电站电气系统中的重要开关。隔离开关适用于三相交流50Hz、额定电压12kV的室内设备。用于高压设备在负载下的连接、切断或切换线路。它的主要功能是：保证高压电器和设备的安全维护工作，起隔离电压的作用，不能使用和切断，放入负载电流和短路电流，仅可用于一些切换操作，不能产生强烈的电弧。也就是说高压隔离设备并不具有灭弧功能。依据不同的安装特点可分为屋内式和屋外式。所以高压隔离设备无法用于切断负荷电流和短路电流，一旦电压提高到一定数值，就会造成强烈电弧，损坏机器设备，危及人身安全。针对高压隔离开关设计，同样增加就地监控设备，通过5G技术传送实时位置景象，达到位置信号与现场影像一致，通过“远方/就地”的回路设计切换开关设计，及时断路，避免发生带负荷隔离开关事故。

设置高压隔离开关最重要的是开关柜，开关柜是一种电气设备。外开关柜先进入柜内主控制开关，然后进入子控制开关，如仪表、自动控制、电机磁开关、各种交流接触器等。开关柜主要由断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及许多保护装置等构成。由于电力系统自动化的快速发展，为减少底盘车因为人为因素影响手动操作，所以对断路器电动底盘车实施了全面自动化控制，从而避免手动操作引发的失误，通过电动手车的设计，可实现开关柜投切操作的全自动化。

4  结语

综上所述，随着我国科技水平的不断提高，目前我国电力企业在110kV变电站运行中，逐渐开始采用智能技术进行综合监控。综合监控技术的引进，大大提高了110kV变电站的自动化水平，进一步推动了110kV变电站的综合发展。在设计和配置主变压器时，应该考虑主变压器的形式、容量和台数，选择合适的断路器和隔离开关，以防在管理或维修变电站的时候发生意外。培养优秀的技术人员，提高电力设施的使用效率，标准化电源设计，建设高新技术的集成应用信息平台，提高电网的安全性能。随着我国经济的快速发展，各领域对电力资源的需求不断增加，从而促进了电力行业的发展。因此，建立110kV变电站已成为我国电力建设迫在眉睫的事情，建设完善的电力资源体系，以确保电力系统可以为城市居民持续提供供给稳定的电力。

参考文献

[1]罗蔚燕.110kV变电站配电设备最佳配置[J].中国高新技术企业，2013（10）：110-111

[2]马科，刘荣芬.110kV变电站自动化系统设计[J].引文版：工程技术，2015（30）：169. ［Abstract］With the continuous improvement of science and technology in China, at present, China’s power enterprises gradually start to use intelligent technology for comprehensive monitoring in the operation of 110 kV substation. The introduction of integrated monitoring technology has greatly improved the automation level of 110 kV substation and further promoted the comprehensive development level of 110 kV substation. The traditional 110 kV substation management system has the characteristics of complex structure and various types, which leads to the lack of effi cient daily management and maintenance personnel. Therefore, smart grid as a crucial high-tech emerged in the current era.

［Keywords］110 kV substation;main transformer;air cooling system;circuit breaker;disconnector