110kV变电站继电保护及自动化系统设计研究

袁一力

国网四川省电力公司成都供电公司 四川 成都 610000

继电保护系统结合了计算机技术、通信技术和电气工程领域，从而实现电气系统的稳定运行。使用电气仪器实时测量变电站的主要电气参数，并对其进行编程以获得等效值。从而使我们可以有效判断变电站是否以“无障碍”、“正常”的模式运行，并且以管理触发警报并按预期方式正常工作。

1 110kV变电站结构介绍

1.1 变电站系统结构 变电站系统使用分层分布的结构，系统结构如图1所示。主机周围的电路包括GPS通信电路、机器对话、数据记录和电路等。这些架构执行有关电场周围参数的信息的“对象”处理。与中心结构和分布式结构相比，具有以下优点：(1)面向对象的技术更有效，例如基本的变压器维护和处理其他设备的速度更快。(2)安全连接电路。它由光纤制成，可以加快电路的进一步维护和扩展。(3)直流电压用于供电，不会影响其他设备的使用。

1.2 110kV变电站系统需求分析 110kV变电站继电保护操作主要涉及监视和保护互联网上数据的两个方面。从结构的角度来看，电站的基本结构包括三个部分：站位控制级别、间隔层和过程层。站控制级实现继电保护功能的输入，空间级主要由数据监视器，用于执行电气保护工作和高压设备操作的技术级功能组成。相关要求如下：

(1)站控层。控制层的功能是通过切换控制电容器来控制变电站的运行，以执行系统无功功率优化和电压优化。在监视运行过程中，可以自动识别电气系统的故障情况和异常行为。并且当发生异常操作条件时，将及时触发警报，并在本地投影仪上显示异常的的问题(异常电压、异常电流等)。并且如果系统发生故障，则故障类型的指示灯就会自动指示驱动器的运行顺序。

(2)间隔层。它提供了站控制平面和过程平面(包括站控制信息平面)之间的标准通信。当显示警报和操作消息时，可以及时作出响应。

(3)过程层。当主要操作机器遇到关键的高压组件并且系统功能达到预期时，它可以提供检测数据和实施时间。

2 110kV变电站继电保护及自动化系统设计

2.1 自动化系统的继电保护功能 变电站自动化系统功能继电保护是变电站自动化系统最重要的组件和核心技术。因为继电保护功能可以获得提供变电站中继设备的状态监视和保护。如果主继电器的工作模式异常，则继电保护功能会激活保护机制。包括：发电机保护、变压器保护以及母线电路保护等。继电保护功能可以减少发生电气系统故障的可能性。并且就算是发生故障时，也可以实现最短的距离和最短的时间，以自动检测并消除设备故障，从而消除安全隐患。继电保护的技术特征是具有高度选择性、灵敏度、稳定性和执行速度。选择包括选择安全设备，以消除有故障的设备而不影响其他常见设备的正常运行。这意味着在全速情况下提高了可操作性和故障排除能力，减少了停机时间以及财产损失，并随着时间的推移改善了机器性能。灵敏度是指在电气系统停机或故障的情况下，快速激活保护机制以便做出适当反应的能力。可靠性意味着功能继电保护是安全、可靠且无故障的。但是如果出现操作不当那么将不可避免地损坏电气系统并影响正常电源的工作。

2.2 自动化系统的信息采集功能 变电站信息收集功能自动化系统提供研究数据，以控制变电站的监视和操作。使用信息功能，可以实时检查变频器和设备的总体运行状态，并完成通过远程通讯系统的信息传输。有效的变电站管理与信息收集功能密不可分。但是，为了有效避免变电站自动化系统发生故障，我们有必要在变电站运行过程中采集到真实的信息失，以防止变电站自动化系统发生故障。并且我们应及时握住自动化系统并手动减小自动化系统值，以确保变电站的正常运行。

2.3 自动化系统的设备监视及报警

2.3.1 具有报警功能。变电站自动化系统故障监 启用警报功能后，如果检测到设备故障，则会发出声音警报，并将错误信息发送到传输中心。从而使相关的调度中心可以根据收集的信息来定位故障点，并对故障点执行必要的隔离和维护措施。

2.3.2 具有设备监视功能 自动化系统下的设备监视功能可确保自动监视和控制设备的安全，例如保护电路监视、总线监视和变压器控制。变电站自动化系统在监视相关设备时可以自动生成控制日志，这是其监视维护的基础。

2.4 变压器保护设置 为了有效地实施继电保护，我们需要在加强防御的同时注意继电保护变压器的设置。为了实现有效的集成，公司需要开发和增强继电保护的信息和情报，同时还需要提供足够的技术和财务支持，以便继电保护原则上可以解决安全问题。 为了使变电站可以更好得完成电力传输，电站里的内部人员必须充分了解一般风险因素，并采取适当的安全措施，以改善继电保护区块的运营。当发生跳闸问题时，我们有必要改善变压器110kV变电站的工作条件并防止变压器受到电击。因此，我们需要使用适当的安全措施。为避免电缆干扰，我们需要使用屏蔽技术来提高110kV变电站电缆的性能。此外，为了有效确保变压器不会干扰环路的运行，我们有必要通过调整辅助环路连接来提高变压器的反向穿透能力。

3 结语

在当前中国电力行业的发展过程中，110kV变电站的设计和应用已经取得了一些成果。但是，随着未来中国电力行业的快速发展，在中国发展110kV变电站继电保护和自动化系统设计的机会很多，不仅需要保证安全可靠的运行电气系统，同时还要保证输电质量，从而有效满足中国电气工程的发展和建设需要。