110kV变电站电气自动化技术及应用

郑国辉

摘 要：随着生活水平的提高，人们多用电的需求量越来越大，大量的电量输出使得对供电系统提了更高的要求。同时变电站的设备和供电技术也在不断地发展，其中110kV变电站电气自动化技术的出现使得在无人看守的条件下能够实现安全、正常的供电。该技术的应用不仅能够使电力企业的资源得到整合，降低企业成本，而且能够提高企业的市场竞争力。

关键词：110kV变电站 ；电气自动化技术；应用

中图分类号：TM63 文献标识码：A

众所周知，我国对110kV变电站电气自动化的研究还处于起步阶段，而110kV变电站电气自动化在电网的运行中发挥着非常重要的作用。作为供电系统的核心部分，其主要作用就是对电压进行升高和降低的变换，在电站中变电站将电压升高，在便于远距离输送的同时，降低了输送时的损耗。在客户终端时，将电压降低，输送给客户。保证了用电的安全。本文就110kV变电站电气自动化技术及应用进行了相关的研究。

1.110kV变电站电气自动化技术

1.1监控系统

监控系统主要目的就是对变电站的设备进行监控，以便及时的发现设备故障，对设备进行修复，降低损失。110kV变电站的监控系统由3部分组成，包括：设备层，上位机，PLC。监控系统对变电站的实时监控，也能够反应设备的运行状态。监控系统采用计算机进行监控，可达到无须工作人员值班的要求。其主要目的归为降低造价，保证电网安全以及让电网高效地运行。其总体的原则是：（1）监控系统的各项性能指标要满足相应的规范要求，对于强规必须要满足。（2）监控范围主要包括了：报警系统、隔离开关、主变分接头的调整、电压断路器、自流UPS系统等11个节点。（3）网路分布结构。网路主要以光纤为媒介，站控层采用TCP/IP协议，间隔层多采用以太网。（4）监控系统的功能是对设备进行监控。并进行数据的采集和数据的处理。不同的信号采用不同的采集方式。同时监控系统还可以防误锁及和其他网线相接的智能接口。

1.2 110kV变电站电气自动化的二次设备分布与UPS系统

110kV变电站电气自动化的二次设备主要有：二次安防设备、故障录波器、监控系统站设备、变压器柜、电能质量监测柜和微机五防系统等。监控设备和继电器可以一起布置或隔开布置，对110kV变电站颜色、外形进行统一设计采用相应检测装备和测控系统。主要的二次设备分布在主控楼中。如监控系统站控制设备、变压器柜、故障录波器等。而容量大小为3kVA的USP系统为继电设备，监控系统的电源提供了保障，使其不会出现断电现象。

1.3 110kV变电站电气自动化的安全系统

在110kV变电站中，当有人看守时，安全系统的作用相对较小，因为其工作内容被人为取代，但当无人看守时，其安全系统就显得尤为重要。安全系统可通过图像监视和安全预警系统来实现。这两部分可对变电站进行远程操控，一旦变电站或其周围出现紧急情况时，图像监控和安全预警系统都能及时的发现问题。找出事故的原因，工作人员通过图像监控和安全预警系统反馈的相关信息，采取相应的方法进行处理。这样不仅省时，而且很大程度上使得变电站的管理更加高效。安全系统的设计首先要对其配置进行合理的设计，其次对于摄像头的安装位置要恰到好处，尤其是在变电站的关键通道和关键位置，因为这些位置时事故多发的位置，关注好这些点，变电站才能够更好地避免事故的发生。减小损失。再者，红外检测设备的设置也十分重要，一般会在变电站的围墙进行设置。最后，要进行防盗，防火等等的设置。

1.4直流系统

直流系统是一种独立的电路设备，该设备很少受到其他设备的作用，如果变电站出现电源故障导致停电，直流系统可以充当备用电源，并继续为蓄电池充电，直流系统中的蓄电池个数和容量需要根据具体的情况确定，容量按照2h事故放电的时间进行考虑。蓄电池一般和其他的二次设备仪器放置在继电室内部。

2.变电站综合自动化结构

2.1集中式结构

集中式结构因其所具备的功能较多，因此在我国应用也较多，通过多台微型电脑的共同作用，不仅可以对变电站的数据进行采集，而且可以对变电站进行实时的监控。所占的空间也相对较小。消耗的能量也相对较低。但是这种结构也有不足之处：前置的管理机所要做的工作量远远比其他结构的工作量大，这样就必然降低了可靠性。一旦前置机出现了故障，远方的信息将会失去。同时其远方的功能也会失去。在这种情况下，并不能夠节约开支。因此会采用双机并联的运行模式。

2.2分布式结构

分布式结构是通过多台电脑共同工作来实现的。分布式结构是较为理想的结构，完全式的分布结构是难以实现的。虽然其在开放性方面有很大的优势，但是在实际的工程应用中仍然还有很多的问题没有解决。如信息传输的可靠性，抗抗电磁干扰等。目前其技术不是很成熟，要达到完全的分布式结构，有待进一步的研究。

2.3分层分布式结构

分层分布式结构一般有两层分布结构。分为站级和段级站级系统由站监视系统、站工程师工作台、站控系统及同调度中心的通信系统等组成。其中站监视系统：对所有组成系统进行监测，目的是为站控系统提供相应的信息。如扰动记录，使系统正常运行，更好地完成既定的工作。站工程师工作台：主要对设备进行检查，检验以及维护工作。站控系统：要求其对信息处理准确，响应快，以及相应的运行管理等。

上面按功能进行基本分块，硬件信息特征可在一台站控计算机或多台中实现，也可以按功能分别布置，但要满足数据共享的功能。段级则按站分布式配置，在功能分配上，能够在本间隔解决的问题就在本间隔解决，除特殊情况外，尽量不要依赖于其他的通信网。

3.110kV变电站电气自动化技术的应用

3.1 电子互感器的应用

在100kV变电站电气自动化系统中运输模块和单元的合并要进行独立设计，使两者独立工作，这样就对100kV变电站起到了双层的保护作用。对其系统线路的保护一般采用罗氏定理实现。通过采光纤和电子互感器进行保护。

3.2 共网传输技术的应用

110kV变电站电气自动化技术中网络通信的稳定性和兼容性使其能够得以实现。测控 I/O 与保护操作箱就地安装，同时GOOSE通信技术能够保证不跳闸。而组播流量的优化配置则是通过结构配置的简化来实现的。二次设备与过程层的交换机，可支持动态组播协议高精度的冗余对时，适用于扩建和网络配置的改造。通过IEC网络的采样，可对110kV变电站的进行测控和保护。

3.3 保护功能的应用

对于母线、线路、变压器等重要构件，110kV变电站电气自动化技术可对这些构件起保护作用。同时110kV变电站电气自动化技术可能够进行变电站运行过程中故障的发现，并及时发送，进行相应的处理。

结语

对于110kV变电站电气自动化技术研究虽然我国仍处于起步阶段，但是越来越多的研究人员发现了其重要性，并不断地对其进行研究，优化结构。使之得到更为广泛的应用。而且随着研究的深入，传统的低压变电站将会逐步地被淘汰，取而代之的是新型的110kV高效的变电站。而这一切都离不来科研人员对科学的不断探索。

参考文献

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