110kV智能变电站电气自动化设计

刘婧丹

(黑龙江省林业设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

随着电网智能化的发展，变电站也逐步向智能化方向发展，以提高人们的生活质量，为人们提供优质电能。事实上，在变电站运行中，智能电网的应用，促进了变电站的可靠运行。其可以利用信息网络采集变电站运行数据，通过分析数据，达到测量、监控和保护的目的。新型智能变电站以“系统高度集中，结构布局合理，设备先进适用，节约和保护能源，综合配套支持调控”为目标，可解决智能变电站安装复杂，建设周期长，运行维护困难，成本高等问题。虽然110kV变电站自动化系统发展迅速，但在电网运行过程中仍存在一些问题，需要采取科学的维护管理措施，以提高其稳定性和安全性。针对变电站自动化系统存在的故障问题，必须找出相应的解决办法，不仅要重视故障的排查，而且要不断提高系统各部件的功能，准确判断故障位置，保证日常用电的安全稳定。主要研究110kV智能变电站自动化系统的设计与应用。

1 智能变电站的技术特征

110kV智能变电站自动化系统主要是通过采用计算机自动化技术和通信技术等，实现变电站继电保护、信号系统和自动装置等二次设备的功能优化组合，这种自动化系统的设计，可有效地实现变电站的综合自动化控制。110kV智能变电站自动化系统的主要优点是能实现运行监控的可视化和运行管理的智能化，所以在使用过程中能有效地提高生产效率，也能保证变电站的正常运行。另外，采用该设计方法可以节省一定的成本，在充分发挥其高速运算能力的同时，还能得到更全面、准确的信息，从而保证整个系统强大的控制功能[1-3]。

2 智能变电站易发生的电气故障类型

2.1 变压器故障

变电站的核心设备变压器一旦发生火灾将会发生烧毁，造成重大责任安全事故。在变压器的中低压近区，常会发生短路现象，从而造成大电流冲击，使变压器的动稳定性受到破坏，从而出现烧损。

2.2 次级设备故障

例如继电保护、自动装置等都采用小型集成电路，所以在使用过程中，由于结构比较复杂，往往会导致故障，可靠性较低。

2.3 运动功能不健全

许多变电所的二次设备运动功能不完善，特别是不能准确地为变电所提供更准确的信息，在进行系统自动调整时，也不能有效地进行配合。

2.4 抗干扰能力差

当前国内使用的变电站自动化系统不能与不同厂家的设备相互操作，抗干扰能力较低。

除此之外，我国变电站自动化系统还具有明显的优越性，它能降低变电站的维护费用，有效地提高供电质量。同时在对110kV变电站自动化系统优缺点进行分析的过程中，也要不断地进行优化设计[4-6]。

3 智能110kV变电站的自动化系统设计的计划

110kV智能变电站自动化系统的设计应注重建立一种新型的中央集中控制系统，使整个系统更易于实现自动化，同时还可不断加强系统的各项功能，以保证设计质量，从而降低成本。

3.1 自动化系统的继电保护功能

继电保护功能是110kV变电站自动化系统中的一项关键技术，它主要是利用继电保护功能来监测变电站的继电设备运行状况，如果在使用过程中发现问题，应及时通知有关人员进行处理。为保证110kV变电站安全稳定的运行，必须科学地采用继电保护技术。而伴随着其不断的发展，智能化继电保护技术也在不断地被推广应用，其接收速度更快，检测效果更准确，能够实现110kV变电站的精确控制。

继电器保护功能主要包括变压器保护、母线保护和电气线路保护等多种功能，从而全面实现对变电站运行的保护。并且要明确继电保护装置的使用情况，可以借助电子互感器装置来控制电网系统，以便在继电保护装置发生故障时能第一时间得到解决。在110kV变电站，数据信号可作为继电保护与电子互感器之间的桥梁，电子互感器可检测到数据信号，数据信号可通过光纤线路向110kV变电站低压端传输，继电保护可接收数据信号，并对110kV变电站的运行进行合理的控制。对于110kV变电站，可通过继电装置进行良好的管理。继电保护的作用主要在于安全可靠，线路灵活，并且能在最短的时间内解决问题，启动系统保护机制，以保证正常供电。

最后，按照DL/T620-1997《交流电力装置的过电压保护和绝缘配合》设计110kV智能变电站防雷接地系统。

3.2 自动化系统的信息收集功能

110kV变电站自动化系统具有数据采集功能，当使用该功能时，可根据收集到的数据信息，为变电站的运行提供科学依据。收集信息需要具有实时性，能够有效地监测变电站的运行状况，而收集信息主要采用的是远程通信系统。为确保变电站的正常运行，需要随时收集有关资料，一旦发现数据有问题，要及时检查、判断出问题部位，并及时采取措施加以纠正。若系统发生故障，则需对变电站进行维修，可采用人工跳合闸的方法，以确保变电站的正常运行[7-9]。

3.3 数据分析报警系统

利用变电站实时监控数据分析报警系统及监控系统，能快速获取故障信息并将故障信息传递到调度中心。通过采集数据，可以得到温度变化曲线，从而了解设备的运行状况。该系统在运行过程中，主要是将采集到的温度信息传递到主控单元，再结合计算程序的作用，计算出设备的温升值，温升值可与主控单元内存储的变电一次设备不同状态的温升值做比较，以确定温度升值的状态，如果设备出现故障，主控单元可立即报警，这样工作人员可迅速进行维修，减少供电事故的发生。另外在监控过程中，还可以对电器线路、变压器等设备进行合理的控制，在监控设备运行时能自动地记录生产监控情况，对后续维护过程中可发挥重要的作用[10-11]。

3.4 数据处理和打印功能，人机接口和远程通讯功能

110kV变电站自动控制系统具有数据处理、打印等功能，主要是形成继电保护等内容的记录档案，包括日报表、月报表等内容，便于变电站在运行过程中查询、使用。另外，变电站管理者可利用其可视化操作界面观察、分析变电站的运行状况，及时获取变电站运行信息，实现对变电站的合理控制。遥控通讯功能主要是指变电站信号能实时显示，并能及时反馈给控制中心，在收到信号后能对变电站进行全面控制，所以其主要优点是提高了工作效率，并能节省一定的人力和时间成本。

4 结语

综上所述，在传统智能变电站设计的基础上，结合了新一代智能变电站的设计思想。依据电力行业发展的实际情况，逐步实现对智能变电站的推广工作。