110kV變電站繼電保護及自動化系統設計

李滬明

摘? ?要：在現代生活中，電力能源對人們的重要性越來越高，不論是工作上還是生活上，所以我國一直在加深對電力系統的研究，這樣做的目的是能夠使電力系統從安全性和穩定性兩個方面都能得到提升。而智能變電站的建設工作則對我國電力輸出方面有著不可替代的積極作用，它能通過數字化處理傳統變電站的電量和信息量。為了使智能變電站的工作效率得到進一步的提升，就要通過先進的技術使繼電保護和自動化系統一直提升，才能將智能變電站的作用發揮到極致。

關鍵詞：110kV? 變電站? 繼電保護? 自動化系統? 設計

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0020-02

1? 110kV變電站系統結構介紹

1.1 變電站系統結構

變電站系統的結構采用分布式構成，如圖1所示。監控主機外圍電路由GPS通訊電路、人機對話窗口、數據采集、傳輸接口電路等組成。這種架構采用“面向對象”處理，以此來采集和處理對間隔層電氣參量的信息。和集中式結構相比較，分布式結構有以下優點：（1）采用面向對象的方式進行處理，比如主變維護等單元，這種單元處理起來更快;（2）傳輸接口電路通過光纖連接，可以使后續維護和電路擴展方面更便捷;（3）因為是獨立提供48V電壓，所以一個環節出現故障不會對其他裝置的使用造成影響。

1.2 110kV變電站系統需求分析

1.2.1 站控層

站控層可以對變電站的運行實行監測和管理，通過投切電容，使系統達到無功優化和電壓優化。在運行監測時，電力系統處于故障狀態還是不正常運行狀態，可以區分出來，如果屬于不正常運行，就會有警報聲同時現場光字牌會有不正常運行的故障類型（電壓異常、電流異常等）出現。如果系統處于故障狀態，光字牌會出現相應標志同時發出動作指令給執行機構。從站控層特點可以看出，大部分都有突發性、隨機性、數據量較小的特點，需要信息共享，而實時性不高，運用了不帶VLAN標識的HSR網絡后，信息可以共享，并且網絡成本不用增加，這樣大大提高了站控層網絡的冗余度，同時還能達到站控層通信性的要求。

1.2.2 間隔層

整合站控層信息，確保站控層與過程層之間正常運轉。在報警信息或操作信息出現時，快速處理。智能化變電站的存在使得系統間隔層功能在實現時發生相當大的改變，主要有：備自投、低頻減載、低壓母線保護、主變壓器差動保護、母線電壓互感器測控、防誤閉鎖等。這些功能的實現需要多個間隔裝置之間通信。

1.2.3 110kV變電站自動化系統功能

基本功能：智能變電站一體化監控系統可以對變電站實現一系列功能，有可靠、合理、完善的監視、測量、控制、斷路器合閘同期等等，同時還有遙測、遙信、遙調、遙控全部的遠動功能以及時鐘同步功能，并且可以實現與調度控制中心交換信息。

高級應用：主要包括五大方面，有順序和視頻聯動、軟壓板集中管控、智能告警和簡報、一體化五防、與主站端配合的高級應用。

2? 變電站繼電保護及自動化系統分析

2.1 關鍵技術分析

繼電保護測控技術。在目前的技術中多是使用分布集中的方法，運用此方式，110GIS線路保護和10kV保護選擇在開關柜設備上進行就地安裝，而主變保護在主變保護屏上安裝。這樣做的優勢在于，數據的傳輸環節可以減少，貼身保護效果加強。劣勢在于全站有太多二次保護設備和復雜的接線。將來使用的新技術將是使用高度集中式保護裝置，利用主保護以及合智單元集成的方法，這樣使二次設備極大減少，就目前而言，220kV的站內已經試點成功。可以通過測效率的進一步提升，來使質量達到要求。

2.2 自動化系統的技術

（1）計算機技術。繼電保護系統的智能化運作主要在兩個方面得以體現：第一，必須將電路的基本保護功能完成;第二，應該以智能化技術、收集和處理大量的數據信息為依據，來實現智能化管理。（2）網絡化技術。對網絡化智能技術的繼電保護加以建立，同時極大程度地對故障系統的傳輸速度加強，對問題的位置和原因加以徹底分析，對檢測技術的精確性不斷提高。并且還應對網絡化的信息技術加以建立，迅速處理大量轉換的信息，同時分類管理電子計算技術，實現聯網管理的最終目的。（3）一體化技術。應該利用一體化技術對繼電保護裝置的數據進行處理和分析，自動化系統的終端處理器以繼電保護裝置為依托，將對比結果及時上傳到控制平臺。

3? 110kV變電站繼電保護及自動化系統設計

3.1 變壓器保護設置

要想使繼電保護裝置有效的保護110kV變電站變壓器，就必須對繼電保護裝置的日常檢查工作加以重視，同時要對自我防護能力進行提高，要想實現一體化，企業必須要對繼電保護的信息化、智能化建設予以加強，同時還要在技術和資金上給予支撐，保證繼電保護設施能按照原則運行，使變壓器短路故障問題徹底解決，使110kV變電站變壓器持續運行。內部員工應充分了解通常的風險因素，使用恰當的防護方法，使繼電保護裝置過流繼電保護、氣體保護、差動保護等性能得到提升。對于跳閘引起的問題，要究查原因，提升110kV變電站變壓器的運行環境，避免變壓器受跳閘影響。以此為基礎，使用相關的保護方法。為預防配線干擾，應盡量遠離干擾，采取屏蔽的方式，對110kV變電站變壓器配線運行進行強化。要想使變壓器不受回路干擾，就必須在二次回路的聯系耦合上作出調整，將變壓器自身的防干擾能力提高，從而使110kV變電站變壓器的電位得到提高。

3.2 對繼電保護系統進行優化

繼電保護系統在進行優化時，以事實為根據，同時給出適當的電力指標，將智能互感器與合智單元互相結合，以此來使互感器的故障率得到降低，并使其成為繼電保護的前提。最大程度使系統的錯動性和拒動的可能性得到降低，這樣便可以更有效地使系統的穩定性得到提高。

4? 結語

綜上所述，110kV變電站自動化系統建設在我國電力發展方面的積極作用是不可低估的，當下而言，我國的110kV變電站自動化系統處于不斷提升的階段，從投資力度和研究方面而言，目前都在不斷深入，因此，未來110kV變電站自動化系統會越來越成熟。變電站自動化系統的發展將是時勢所趨。要通過先進的技術使繼電保護和自動化系統一直提升，才能將智能變電站的作用發揮到極致。

參考文獻

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