110kV變電站電氣自動化技術及應用

鄭國輝

摘 要：隨著生活水平的提高，人們多用電的需求量越來越大，大量的電量輸出使得對供電系統提了更高的要求。同時變電站的設備和供電技術也在不斷地發展，其中110kV變電站電氣自動化技術的出現使得在無人看守的條件下能夠實現安全、正常的供電。該技術的應用不僅能夠使電力企業的資源得到整合，降低企業成本，而且能夠提高企業的市場競爭力。

關鍵詞：110kV變電站 ；電氣自動化技術；應用

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

眾所周知，我國對110kV變電站電氣自動化的研究還處于起步階段，而110kV變電站電氣自動化在電網的運行中發揮著非常重要的作用。作為供電系統的核心部分，其主要作用就是對電壓進行升高和降低的變換，在電站中變電站將電壓升高，在便于遠距離輸送的同時，降低了輸送時的損耗。在客戶終端時，將電壓降低，輸送給客戶。保證了用電的安全。本文就110kV變電站電氣自動化技術及應用進行了相關的研究。

1.110kV變電站電氣自動化技術

1.1監控系統

監控系統主要目的就是對變電站的設備進行監控，以便及時的發現設備故障，對設備進行修復，降低損失。110kV變電站的監控系統由3部分組成，包括：設備層，上位機，PLC。監控系統對變電站的實時監控，也能夠反應設備的運行狀態。監控系統采用計算機進行監控，可達到無須工作人員值班的要求。其主要目的歸為降低造價，保證電網安全以及讓電網高效地運行。其總體的原則是：（1）監控系統的各項性能指標要滿足相應的規范要求，對于強規必須要滿足。（2）監控范圍主要包括了：報警系統、隔離開關、主變分接頭的調整、電壓斷路器、自流UPS系統等11個節點。（3）網路分布結構。網路主要以光纖為媒介，站控層采用TCP/IP協議，間隔層多采用以太網。（4）監控系統的功能是對設備進行監控。并進行數據的采集和數據的處理。不同的信號采用不同的采集方式。同時監控系統還可以防誤鎖及和其他網線相接的智能接口。

1.2 110kV變電站電氣自動化的二次設備分布與UPS系統

110kV變電站電氣自動化的二次設備主要有：二次安防設備、故障錄波器、監控系統站設備、變壓器柜、電能質量監測柜和微機五防系統等。監控設備和繼電器可以一起布置或隔開布置，對110kV變電站顏色、外形進行統一設計采用相應檢測裝備和測控系統。主要的二次設備分布在主控樓中。如監控系統站控制設備、變壓器柜、故障錄波器等。而容量大小為3kVA的USP系統為繼電設備，監控系統的電源提供了保障，使其不會出現斷電現象。

1.3 110kV變電站電氣自動化的安全系統

在110kV變電站中，當有人看守時，安全系統的作用相對較小，因為其工作內容被人為取代，但當無人看守時，其安全系統就顯得尤為重要。安全系統可通過圖像監視和安全預警系統來實現。這兩部分可對變電站進行遠程操控，一旦變電站或其周圍出現緊急情況時，圖像監控和安全預警系統都能及時的發現問題。找出事故的原因，工作人員通過圖像監控和安全預警系統反饋的相關信息，采取相應的方法進行處理。這樣不僅省時，而且很大程度上使得變電站的管理更加高效。安全系統的設計首先要對其配置進行合理的設計，其次對于攝像頭的安裝位置要恰到好處，尤其是在變電站的關鍵通道和關鍵位置，因為這些位置時事故多發的位置，關注好這些點，變電站才能夠更好地避免事故的發生。減小損失。再者，紅外檢測設備的設置也十分重要，一般會在變電站的圍墻進行設置。最后，要進行防盜，防火等等的設置。

1.4直流系統

直流系統是一種獨立的電路設備，該設備很少受到其他設備的作用，如果變電站出現電源故障導致停電，直流系統可以充當備用電源，并繼續為蓄電池充電，直流系統中的蓄電池個數和容量需要根據具體的情況確定，容量按照2h事故放電的時間進行考慮。蓄電池一般和其他的二次設備儀器放置在繼電室內部。

2.變電站綜合自動化結構

2.1集中式結構

集中式結構因其所具備的功能較多，因此在我國應用也較多，通過多臺微型電腦的共同作用，不僅可以對變電站的數據進行采集，而且可以對變電站進行實時的監控。所占的空間也相對較小。消耗的能量也相對較低。但是這種結構也有不足之處：前置的管理機所要做的工作量遠遠比其他結構的工作量大，這樣就必然降低了可靠性。一旦前置機出現了故障，遠方的信息將會失去。同時其遠方的功能也會失去。在這種情況下，并不能夠節約開支。因此會采用雙機并聯的運行模式。

2.2分布式結構

分布式結構是通過多臺電腦共同工作來實現的。分布式結構是較為理想的結構，完全式的分布結構是難以實現的。雖然其在開放性方面有很大的優勢，但是在實際的工程應用中仍然還有很多的問題沒有解決。如信息傳輸的可靠性，抗抗電磁干擾等。目前其技術不是很成熟，要達到完全的分布式結構，有待進一步的研究。

2.3分層分布式結構

分層分布式結構一般有兩層分布結構。分為站級和段級站級系統由站監視系統、站工程師工作臺、站控系統及同調度中心的通信系統等組成。其中站監視系統：對所有組成系統進行監測，目的是為站控系統提供相應的信息。如擾動記錄，使系統正常運行，更好地完成既定的工作。站工程師工作臺：主要對設備進行檢查，檢驗以及維護工作。站控系統：要求其對信息處理準確，響應快，以及相應的運行管理等。

上面按功能進行基本分塊，硬件信息特征可在一臺站控計算機或多臺中實現，也可以按功能分別布置，但要滿足數據共享的功能。段級則按站分布式配置，在功能分配上，能夠在本間隔解決的問題就在本間隔解決，除特殊情況外，盡量不要依賴于其他的通信網。

3.110kV變電站電氣自動化技術的應用

3.1 電子互感器的應用

在100kV變電站電氣自動化系統中運輸模塊和單元的合并要進行獨立設計，使兩者獨立工作，這樣就對100kV變電站起到了雙層的保護作用。對其系統線路的保護一般采用羅氏定理實現。通過采光纖和電子互感器進行保護。

3.2 共網傳輸技術的應用

110kV變電站電氣自動化技術中網絡通信的穩定性和兼容性使其能夠得以實現。測控 I/O 與保護操作箱就地安裝，同時GOOSE通信技術能夠保證不跳閘。而組播流量的優化配置則是通過結構配置的簡化來實現的。二次設備與過程層的交換機，可支持動態組播協議高精度的冗余對時，適用于擴建和網絡配置的改造。通過IEC網絡的采樣，可對110kV變電站的進行測控和保護。

3.3 保護功能的應用

對于母線、線路、變壓器等重要構件，110kV變電站電氣自動化技術可對這些構件起保護作用。同時110kV變電站電氣自動化技術可能夠進行變電站運行過程中故障的發現，并及時發送，進行相應的處理。

結語

對于110kV變電站電氣自動化技術研究雖然我國仍處于起步階段，但是越來越多的研究人員發現了其重要性，并不斷地對其進行研究，優化結構。使之得到更為廣泛的應用。而且隨著研究的深入，傳統的低壓變電站將會逐步地被淘汰，取而代之的是新型的110kV高效的變電站。而這一切都離不來科研人員對科學的不斷探索。

參考文獻

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