110kV變電站繼電保護及自動化系統設計研究

袁一力

國網四川省電力公司成都供電公司 四川 成都 610000

繼電保護系統結合了計算機技術、通信技術和電氣工程領域，從而實現電氣系統的穩定運行。使用電氣儀器實時測量變電站的主要電氣參數，并對其進行編程以獲得等效值。從而使我們可以有效判斷變電站是否以“無障礙”、“正常”的模式運行，并且以管理觸發警報并按預期方式正常工作。

1 110kV變電站結構介紹

1.1 變電站系統結構 變電站系統使用分層分布的結構，系統結構如圖1所示。主機周圍的電路包括GPS通信電路、機器對話、數據記錄和電路等。這些架構執行有關電場周圍參數的信息的“對象”處理。與中心結構和分布式結構相比，具有以下優點：(1)面向對象的技術更有效，例如基本的變壓器維護和處理其他設備的速度更快。(2)安全連接電路。它由光纖制成，可以加快電路的進一步維護和擴展。(3)直流電壓用于供電，不會影響其他設備的使用。

1.2 110kV變電站系統需求分析 110kV變電站繼電保護操作主要涉及監視和保護互聯網上數據的兩個方面。從結構的角度來看，電站的基本結構包括三個部分：站位控制級別、間隔層和過程層。站控制級實現繼電保護功能的輸入，空間級主要由數據監視器，用于執行電氣保護工作和高壓設備操作的技術級功能組成。相關要求如下：

(1)站控層。控制層的功能是通過切換控制電容器來控制變電站的運行，以執行系統無功功率優化和電壓優化。在監視運行過程中，可以自動識別電氣系統的故障情況和異常行為。并且當發生異常操作條件時，將及時觸發警報，并在本地投影儀上顯示異常的的問題(異常電壓、異常電流等)。并且如果系統發生故障，則故障類型的指示燈就會自動指示驅動器的運行順序。

(2)間隔層。它提供了站控制平面和過程平面(包括站控制信息平面)之間的標準通信。當顯示警報和操作消息時，可以及時作出響應。

(3)過程層。當主要操作機器遇到關鍵的高壓組件并且系統功能達到預期時，它可以提供檢測數據和實施時間。

2 110kV變電站繼電保護及自動化系統設計

2.1 自動化系統的繼電保護功能 變電站自動化系統功能繼電保護是變電站自動化系統最重要的組件和核心技術。因為繼電保護功能可以獲得提供變電站中繼設備的狀態監視和保護。如果主繼電器的工作模式異常，則繼電保護功能會激活保護機制。包括：發電機保護、變壓器保護以及母線電路保護等。繼電保護功能可以減少發生電氣系統故障的可能性。并且就算是發生故障時，也可以實現最短的距離和最短的時間，以自動檢測并消除設備故障，從而消除安全隱患。繼電保護的技術特征是具有高度選擇性、靈敏度、穩定性和執行速度。選擇包括選擇安全設備，以消除有故障的設備而不影響其他常見設備的正常運行。這意味著在全速情況下提高了可操作性和故障排除能力，減少了停機時間以及財產損失，并隨著時間的推移改善了機器性能。靈敏度是指在電氣系統停機或故障的情況下，快速激活保護機制以便做出適當反應的能力。可靠性意味著功能繼電保護是安全、可靠且無故障的。但是如果出現操作不當那么將不可避免地損壞電氣系統并影響正常電源的工作。

2.2 自動化系統的信息采集功能 變電站信息收集功能自動化系統提供研究數據，以控制變電站的監視和操作。使用信息功能，可以實時檢查變頻器和設備的總體運行狀態，并完成通過遠程通訊系統的信息傳輸。有效的變電站管理與信息收集功能密不可分。但是，為了有效避免變電站自動化系統發生故障，我們有必要在變電站運行過程中采集到真實的信息失，以防止變電站自動化系統發生故障。并且我們應及時握住自動化系統并手動減小自動化系統值，以確保變電站的正常運行。

2.3 自動化系統的設備監視及報警

2.3.1 具有報警功能。變電站自動化系統故障監 啟用警報功能后，如果檢測到設備故障，則會發出聲音警報，并將錯誤信息發送到傳輸中心。從而使相關的調度中心可以根據收集的信息來定位故障點，并對故障點執行必要的隔離和維護措施。

2.3.2 具有設備監視功能 自動化系統下的設備監視功能可確保自動監視和控制設備的安全，例如保護電路監視、總線監視和變壓器控制。變電站自動化系統在監視相關設備時可以自動生成控制日志，這是其監視維護的基礎。

2.4 變壓器保護設置 為了有效地實施繼電保護，我們需要在加強防御的同時注意繼電保護變壓器的設置。為了實現有效的集成，公司需要開發和增強繼電保護的信息和情報，同時還需要提供足夠的技術和財務支持，以便繼電保護原則上可以解決安全問題。 為了使變電站可以更好得完成電力傳輸，電站里的內部人員必須充分了解一般風險因素，并采取適當的安全措施，以改善繼電保護區塊的運營。當發生跳閘問題時，我們有必要改善變壓器110kV變電站的工作條件并防止變壓器受到電擊。因此，我們需要使用適當的安全措施。為避免電纜干擾，我們需要使用屏蔽技術來提高110kV變電站電纜的性能。此外，為了有效確保變壓器不會干擾環路的運行，我們有必要通過調整輔助環路連接來提高變壓器的反向穿透能力。

3 結語

在當前中國電力行業的發展過程中，110kV變電站的設計和應用已經取得了一些成果。但是，隨著未來中國電力行業的快速發展，在中國發展110kV變電站繼電保護和自動化系統設計的機會很多，不僅需要保證安全可靠的運行電氣系統，同時還要保證輸電質量，從而有效滿足中國電氣工程的發展和建設需要。