110kV變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)設(shè)計

李滬明

摘? ?要：在現(xiàn)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(tǒng)的研究，這樣做的目的是能夠使電力系統(tǒng)從安全性和穩(wěn)定性兩個方面都能得到提升。而智能變電站的建設(shè)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(shù)字化處理傳統(tǒng)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(shù)使繼電保護和自動化系統(tǒng)一直提升，才能將智能變電站的作用發(fā)揮到極致。

關(guān)鍵詞：110kV? 變電站? 繼電保護? 自動化系統(tǒng)? 設(shè)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(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

1.1 變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用分布式構(gòu)成，如圖1所示。監(jiān)控主機外圍電路由GPS通訊電路、人機對話窗口、數(shù)據(jù)采集、傳輸接口電路等組成。這種架構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆碧幚?，以此來采集和處理對間隔層電氣參量的信息。和集中式結(jié)構(gòu)相比較，分布式結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：（1）采用面向?qū)ο蟮姆绞竭M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(xù)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(huán)節(jié)出現(xiàn)故障不會對其他裝置的使用造成影響。

1.2 110kV變電站系統(tǒng)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(jiān)測和管理，通過投切電容，使系統(tǒng)達到無功優(yōu)化和電壓優(yōu)化。在運行監(jiān)測時，電力系統(tǒng)處于故障狀態(tài)還是不正常運行狀態(tài)，可以區(qū)分出來，如果屬于不正常運行，就會有警報聲同時現(xiàn)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(xiàn)。如果系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，光字牌會出現(xiàn)相應(yīng)標志同時發(fā)出動作指令給執(zhí)行機構(gòu)。從站控層特點可以看出，大部分都有突發(fā)性、隨機性、數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)后，信息可以共享，并且網(wǎng)絡(luò)成本不用增加，這樣大大提高了站控層網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)。在報警信息或操作信息出現(xiàn)時，快速處理。智能化變電站的存在使得系統(tǒng)間隔層功能在實現(xiàn)時發(fā)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(xiàn)需要多個間隔裝置之間通信。

1.2.3 110kV變電站自動化系統(tǒng)功能

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

高級應(yīng)用：主要包括五大方面，有順序和視頻聯(lián)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(yīng)用。

2? 變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)分析

2.1 關(guān)鍵技術(shù)分析

繼電保護測控技術(shù)。在目前的技術(shù)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(guān)柜設(shè)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(yōu)勢在于，數(shù)據(jù)的傳輸環(huán)節(jié)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(shè)備和復(fù)雜的接線。將來使用的新技術(shù)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(shè)備極大減少，就目前而言，220kV的站內(nèi)已經(jīng)試點成功?？梢酝ㄟ^測效率的進一步提升，來使質(zhì)量達到要求。

2.2 自動化系統(tǒng)的技術(shù)

（1）計算機技術(shù)。繼電保護系統(tǒng)的智能化運作主要在兩個方面得以體現(xiàn)：第一，必須將電路的基本保護功能完成;第二，應(yīng)該以智能化技術(shù)、收集和處理大量的數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，來實現(xiàn)智能化管理。（2）網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。對網(wǎng)絡(luò)化智能技術(shù)的繼電保護加以建立，同時極大程度地對故障系統(tǒng)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(shù)的精確性不斷提高。并且還應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)化的信息技術(shù)加以建立，迅速處理大量轉(zhuǎn)換的信息，同時分類管理電子計算技術(shù)，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理的最終目的。（3）一體化技術(shù)。應(yīng)該利用一體化技術(shù)對繼電保護裝置的數(shù)據(jù)進行處理和分析，自動化系統(tǒng)的終端處理器以繼電保護裝置為依托，將對比結(jié)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(tǒng)設(shè)計

3.1 變壓器保護設(shè)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(xiàn)一體化，企業(yè)必須要對繼電保護的信息化、智能化建設(shè)予以加強，同時還要在技術(shù)和資金上給予支撐，保證繼電保護設(shè)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(xù)運行。內(nèi)部員工應(yīng)充分了解通常的風險因素，使用恰當?shù)姆雷o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(huán)境，避免變壓器受跳閘影響。以此為基礎(chǔ)，使用相關(guān)的保護方法。為預(yù)防配線干擾，應(yīng)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(lián)系耦合上作出調(diào)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(tǒng)進行優(yōu)化

繼電保護系統(tǒng)在進行優(yōu)化時，以事實為根據(jù)，同時給出適當?shù)碾娏χ笜耍瑢⒅悄芑ジ衅髋c合智單元互相結(jié)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(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高。

4? 結(jié)語

綜上所述，110kV變電站自動化系統(tǒng)建設(shè)在我國電力發(fā)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(tǒng)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(tǒng)會越來越成熟。變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展將是時勢所趨。要通過先進的技術(shù)使繼電保護和自動化系統(tǒng)一直提升，才能將智能變電站的作用發(fā)揮到極致。

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