110kV变电站继电保护及自动化系统设计
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作者:李沪明
摘 要：在现代生活中，电力能源对人们的重要性越来越高，不论是工作上还是生活上，所以我国一直在加深对电力系统的研究，这样做的目的是能够使电力系统从安全性和稳定性两个方面都能得到提升。而智能变电站的建设工作则对我国电力输出方面有着不可替代的积极作用，它能通过数字化处理传统变电站的电量和信息量。为了使智能变电站的工作效率得到进一步的提升，就要通过先进的技术使继电保护和自动化系统一直提升，才能将智能变电站的作用发挥到极致。
关键词：110kV 变电站 继电保护 自动化系统 设计
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0020-02
1 110kV变电站系统结构介绍
1.1 变电站系统结构
变电站系统的结构采用分布式构成，如图1所示。监控主机外围电路由GPS通讯电路、人机对话窗口、数据采集、传输接口电路等组成。这种架构采用“面向对象”处理，以此来采集和处理对间隔层电气参量的信息。和集中式结构相比较，分布式结构有以下优点：（1）采用面向对象的方式进行处理，比如主变维护等单元，这种单元处理起来更快;（2）传输接口电路通过光纤连接，可以使后续维护和电路扩展方面更便捷;（3）因为是独立提供48V电压，所以一个环节出现故障不会对其他装置的使用造成影响。
1.2 110kV变电站系统需求分析
1.2.1 站控层
站控层可以对变电站的运行实行监测和管理，通过投切电容，使系统达到无功优化和电压优化。在运行监测时，电力系统处于故障状态还是不正常运行状态，可以区分出来，如果属于不正常运行，就会有警报声同时现场光字牌会有不正常运行的故障类型（电压异常、电流异常等）出现。如果系统处于故障状态，光字牌会出现相应标志同时发出动作指令给执行机构。从站控层特点可以看出，大部分都有突发性、随机性、数据量较小的特点，需要信息共享，而实时性不高，运用了不带VLAN标识的HSR网络后，信息可以共享，并且网络成本不用增加，这样大大提高了站控层网络的冗余度，同时还能达到站控层通信性的要求。
1.2.2 間隔层
整合站控层信息，确保站控层与过程层之间正常运转。在报警信息或操作信息出现时，快速处理。智能化变电站的存在使得系统间隔层功能在实现时发生相当大的改变，主要有：备自投、低频减载、低压母线保护、主变压器差动保护、母线电压互感器测控、防误闭锁等。这些功能的实现需要多个间隔装置之间通信。
1.2.3 110kV变电站自动化系统功能
基本功能：智能变电站一体化监控系统可以对变电站实现一系列功能，有可靠、合理、完善的监视、测量、控制、断路器合闸同期等等，同时还有遥测、遥信、遥调、遥控全部的远动功能以及时钟同步功能，并且可以实现与调度控制中心交换信息。
高级应用：主要包括五大方面，有顺序和视频联动、软压板集中管控、智能告警和简报、一体化五防、与主站端配合的高级应用。
2 变电站继电保护及自动化系统分析
2.1 关键技术分析
继电保护测控技术。在目前的技术中多是使用分布集中的方法，运用此方式，110GIS线路保护和10kV保护选择在开关柜设备上进行就地安装，而主变保护在主变保护屏上安装。这样做的优势在于，数据的传输环节可以减少，贴身保护效果加强。劣势在于全站有太多二次保护设备和复杂的接线。将来使用的新技术将是使用高度集中式保护装置，利用主保护以及合智单元集成的方法，这样使二次设备极大减少，就目前而言，220kV的站内已经试点成功。可以通过测效率的进一步提升，来使质量达到要求。
2.2 自动化系统的技术
（1）计算机技术。继电保护系统的智能化运作主要在两个方面得以体现：第一，必须将电路的基本保护功能完成;第二，应该以智能化技术、收集和处理大量的数据信息为依据，来实现智能化管理。（2）网络化技术。对网络化智能技术的继电保护加以建立，同时极大程度地对故障系统的传输速度加强，对问题的位置和原因加以彻底分析，对检测技术的精确性不断提高。并且还应对网络化的信息技术加以建立，迅速处理大量转换的信息，同时分类管理电子计算技术，实现联网管理的最终目的。（3）一体化技术。应该利用一体化技术对继电保护装置的数据进行处理和分析，自动化系统的终端处理器以继电保护装置为依托，将对比结果及时上传到控制平台。
3 110kV变电站继电保护及自动化系统设计
3.1 变压器保护设置
要想使继电保护装置有效的保护110kV变电站变压器，就必须对继电保护装置的日常检查工作加以重视，同时要对自我防护能力进行提高，要想实现一体化，企业必须要对继电保护的信息化、智能化建设予以加强，同时还要在技术和资金上给予支撑，保证继电保护设施能按照原则运行，使变压器短路故障问题彻底解决，使110kV变电站变压器持续运行。内部员工应充分了解通常的风险因素，使用恰当的防护方法，使继电保护装置过流继电保护、气体保护、差动保护等性能得到提升。对于跳闸引起的问题，要究查原因，提升110kV变电站变压器的运行环境，避免变压器受跳闸影响。以此为基础，使用相关的保护方法。为预防配线干扰，应尽量远离干扰，采取屏蔽的方式，对110kV变电站变压器配线运行进行强化。要想使变压器不受回路干扰，就必须在二次回路的联系耦合上作出调整，将变压器自身的防干扰能力提高，从而使110kV变电站变压器的电位得到提高。
3.2 对继电保护系统进行优化
继电保护系统在进行优化时，以事实为根据，同时给出适当的电力指标，将智能互感器与合智单元互相结合，以此来使互感器的故障率得到降低，并使其成为继电保护的前提。最大程度使系统的错动性和拒动的可能性得到降低，这样便可以更有效地使系统的稳定性得到提高。
4 结语
综上所述，110kV变电站自动化系统建设在我国电力发展方面的积极作用是不可低估的，当下而言，我国的110kV变电站自动化系统处于不断提升的阶段，从投资力度和研究方面而言，目前都在不断深入，因此，未来110kV变电站自动化系统会越来越成熟。变电站自动化系统的发展将是时势所趋。要通过先进的技术使继电保护和自动化系统一直提升，才能将智能变电站的作用发挥到极致。
参考文献
[1] 高伟娇.智能变电站继电保护缺陷的分析研究[J].中国新技术新产品，2017（22）：10-11.
[2] 丁清树.浅析110kV变电站继电保护故障及解决方法[J].中国新技术新产品，2017（22）：28-29.
[3] 邹文芳.智能变电站继电保护配置的展望和探讨[J].现代国企研究，2017（22）：143.
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