110kV變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)設(shè)計研究

袁一力

國網(wǎng)四川省電力公司成都供電公司 四川 成都 610000

繼電保護系統(tǒng)結(jié)合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)和電氣工程領(lǐng)域，從而實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。使用電氣儀器實時測量變電站的主要電氣參數(shù)，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?！钡哪Ｊ竭\行，并且以管理觸發(fā)警報并按預期方式正常工作。

1 110kV變電站結(jié)構(gòu)介紹

1.1 變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變電站系統(tǒng)使用分層分布的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。主機周圍的電路包括GPS通信電路、機器對話、數(shù)據(jù)記錄和電路等。這些架構(gòu)執(zhí)行有關(guān)電場周圍參數(shù)的信息的“對象”處理。與中心結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)相比，具有以下優(yōu)點：(1)面向?qū)ο蟮募夹g(shù)更有效，例如基本的變壓器維護和處理其他設(shè)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(shè)備的使用。

1.2 110kV變電站系統(tǒng)需求分析 110kV變電站繼電保護操作主要涉及監(jiān)視和保護互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)的兩個方面。從結(jié)構(gòu)的角度來看，電站的基本結(jié)構(gòu)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(xiàn)繼電保護功能的輸入，空間級主要由數(shù)據(jù)監(jiān)視器，用于執(zhí)行電氣保護工作和高壓設(shè)備操作的技術(shù)級功能組成。相關(guān)要求如下：

(1)站控層?？刂茖拥墓δ苁峭ㄟ^切換控制電容器來控制變電站的運行，以執(zhí)行系統(tǒng)無功功率優(yōu)化和電壓優(yōu)化。在監(jiān)視運行過程中，可以自動識別電氣系統(tǒng)的故障情況和異常行為。并且當發(fā)生異常操作條件時，將及時觸發(fā)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(tǒng)發(fā)生故障，則故障類型的指示燈就會自動指示驅(qū)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(guān)鍵的高壓組件并且系統(tǒng)功能達到預期時，它可以提供檢測數(shù)據(jù)和實施時間。

2 110kV變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)設(shè)計

2.1 自動化系統(tǒng)的繼電保護功能 變電站自動化系統(tǒng)功能繼電保護是變電站自動化系統(tǒng)最重要的組件和核心技術(shù)。因為繼電保護功能可以獲得提供變電站中繼設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)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(fā)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(fā)生電氣系統(tǒng)故障的可能性。并且就算是發(fā)生故障時，也可以實現(xiàn)最短的距離和最短的時間，以自動檢測并消除設(shè)備故障，從而消除安全隱患。繼電保護的技術(shù)特征是具有高度選擇性、靈敏度、穩(wěn)定性和執(zhí)行速度。選擇包括選擇安全設(shè)備，以消除有故障的設(shè)備而不影響其他常見設(shè)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(chǎn)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(tǒng)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?？煽啃砸馕吨δ芾^電保護是安全、可靠且無故障的。但是如果出現(xiàn)操作不當那么將不可避免地損壞電氣系統(tǒng)并影響正常電源的工作。

2.2 自動化系統(tǒng)的信息采集功能 變電站信息收集功能自動化系統(tǒng)提供研究數(shù)據(jù)，以控制變電站的監(jiān)視和操作。使用信息功能，可以實時檢查變頻器和設(shè)備的總體運行狀態(tài)，并完成通過遠程通訊系統(tǒng)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(tǒng)發(fā)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(tǒng)發(fā)生故障。并且我們應及時握住自動化系統(tǒng)并手動減小自動化系統(tǒng)值，以確保變電站的正常運行。

2.3 自動化系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)視及報警

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

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

2.4 變壓器保護設(shè)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(shè)置。為了實現(xiàn)有效的集成，公司需要開發(fā)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(shù)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(nèi)部人員必須充分了解一般風險因素，并采取適當?shù)陌踩胧?，以改善繼電保護區(qū)塊的運營。當發(fā)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?shù)陌踩胧?。為避免電纜干擾，我們需要使用屏蔽技術(shù)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(huán)路的運行，我們有必要通過調(diào)整輔助環(huán)路連接來提高變壓器的反向穿透能力。

3 結(jié)語

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