自动化保护系统在110kV变电站的应用探究

自动化保护系统在110kV变电站的应用探究

摘要：伴随着国内科技日新月异的发展趋势，国民的经济水平也在同步稳定涨幅中，各种智能化工具的产生，让国内的电量需求再达新高。城市化建设与多行多业的应用发展需求越发广泛，对电能质量的要求也越发的高，电力系统要保证现代化建设的高效安全性能，就不得不面对深入一步的发展。跟踪国内科技水平的推进，110kV变电站的改造也趋向于自动智能化，由此取代原有的二次系统，使110kV变电站的技术管理更加方便高效，运作工作也更是稳定可靠。就此，本文简要的概述智能保护在110kV变电站的应用，分析智能保护技术的技术发展，为110kV变电站在智能保护上面的发展做一个总结建议。

关键词：自动化；保护系统；110kV变电站；应用探究

18世纪60年代开始第一次工业革命后，迅猛发展的科技就成为了时代发展的主流，随着国内经济的发展，各种智能化工具成为了人们赖以生活不可或缺的一部分，而电力系统在其间也要向着高新化发展，以便顺应现代化建设的需求。旧式的继电保护设计逐渐的被微机保护取代，智能化的遍及，在高效便捷的同时，也让人们更加注意安全可靠性。

1变电站的简要概述

1.1变电站的概念

变电站是电网沟通交互的交触点，作为主要的电力设施，变电站可实现供电系统与电力之间的电压转换管理、电能的供应、电流方向的控制等功能。变电站的重要性可见一斑，可靠安全的运行操作，关系着整个电网的运行稳定。变电站的主设备是用来电压变换的变压器，另还有互感器、仪表、闭开电路设备、防雷、调度等装置。由于连接方式跟主设备的区别，变电站还可分为几种类型：①升压变电站的主要工作位置在电厂，升压顾名思义便是将电厂产生的电通过主变压器提升，而后再经过接线系统传送至网络系统。②降压变电站与升压变电站的工作原理刚好相反，电网传送出来的高压电先经过主接线系统传送到主变压器降压，而后再进行电力分配传输的工作。③分配变电站因为工作原理的缘故，常与降压变电站综合使用，分配变电站主要功能是在主接线系统传输电网高压时，先行分配再按照指令传送到指定线路。

1.2现今110kV变电站的规模

现如今电网普遍的110kV变电站的基本设备规模：①主变压器2台，功效是转换110kV 的电压，变为10kV或者35kV的电压。②110kV系统内部包括电流电压互感器、断路器、防雷器、隔离开关等等的线路母线设备，这些设备的功效在于合理分配传输110kV等级的电压。

③35kV系统等同110kV系统一样的线路母线设备，用来分配传输35kV等级的电压，不过，大多数地方已经取消了35kV等级的电压，只剩部分变电站还在使用。④10kV的高压室系统为单母分段，内部区域的设备有电流电压互感器、隔离开关、断路器、避雷器等等的线路母线设备，还包括放电线圈与电容器等无功补偿的设备，这些设备的功用是将10kV等级的电压进行分配传输。另外就是控制室以及通信保护等设备的组合。

1.3变电站的自动保护系统

变电站的智能保护系统结构可以分为三层：变电站控制层、间隔层、网络层。

1.3.1变电站控制层

站控层是用作电气设备监督控制、测量采集、通信管理的枢纽，提供智能远程通信操控功能，站控层支持分布式分层的结构，根据不同的多边条约方式，向两个调度端互传信息，由于界面友好，后台可方便快捷清晰的实现遥控、遥信、遥测、遥调等等功用。

1.3.2间隔层

间隔层应用的是测控保护以及单元一体化的设计方式，主要是由各种保护测控装置组成。间隔层可以在恶劣的环境下简化原先繁复的设计，直接安装，方便了施工程序。网络上

各个节点之间的监控与保护系统都有相对的独立性，以至于各单元能够独立完成单元内部测量计量、保护控制等功能。

1.3.3网络层

网络层是整个智能保护系统中的关键部分，是无节点的工业现场CAN网络控制总线，采用双绞线普通屏蔽后与各个厂家的设备实现互连。变电站装配GPS保证卫星对时功能，能够实现智能保护装置与卫星对时，GPS对时准确而方便。网络层可以实现数字虚拟信息以及电能量的信息采集功能，并将这些数据传送给后台，同时，网络层还需负责远方调度联结的功用。

2智能保护系统在变电站中运行问题

2.1实时数据突变

110kV变电站在监控后台正常操作运行时，实时数据会出现突然清零的状况，这会导致电流电压曲线观察的数据也会清零，这种隔一段时间反复出现并且无规律可查的现象对事项查询之时造成了困扰，这种问题的出现，可能是测控装置出现了故障所造成的。

2.2遥控信号不稳定

110kV变电站的智能化保护系统中，控制器与通信管理器经过串口与MODEM 联结起来，之后，MODEM与通道接连后传送入主站。110kV变电站的保护规约多而繁杂，因此当主站要对保护规约进行扩展的时候，就算当接日的运行已经完成，还会经常出现遥控信号不稳定，误动的情况。这一问题的可能原因一是没有正确处理规约，二是测控装置在运行的时候不稳定，当然，这两项原因都不过是猜测。

2.3双机切换失灵

为了保证主备设备运行状态正常，以太网在串口通信的功用下，对变电站双机交互监视，当在切换过程中，两台用来通信的设备都属于备用机时，变电站双机就会出现遥控失效、控制器死机、数据刷新等情况。

3智能化保护系统的特点

3.1标配的硬件结构

控制单元的电路运行原理非常简单，易掌握、易操作。单元机箱的组成为四块硬件通用的小插件，对于DVP-600系列的非同种用途的机箱，插件可以不经过任何的调节，就能互换，互换之后，只需要将保护程序更改，系统便可修复，而且设备测量的精度不会受到任何的影响。

3.2开关量220V电压输入解除信号误报

智能化保护系统中开关量的输入输出，受到隔离开关与断路器的接触点，以及主变压器的分接头位置的控制，这些接触开关都位于强电回路内，开关操作很容易引起电磁干扰。往前智能保护系统开关量输入电压为24V，常常出现电磁干扰使信号误报的情况，当开关量输入电压转换为220V时，不仅仅解除了误报信号的现象，还简化了接线。

3.3监控系统的性能

在自动保护系统中，监控系统是独立而又统一的。三个CPU芯片分别有各自的插件来独立的完成控制单元测量控制、保护通讯等功能的工作，插件之间的通讯联络由串行完成。监控插件与保护插件分别有各自的电源供电，由此CPU的运作负担在最大程度上被减轻，更加保证了系统的可靠安全性。

3.4保护信号的独立性

自动保护系统的保护功能都是从继电器中独立的输出，在运行的过程中，各回路之间遇到的状况都不会相互影响，操作人员能够便捷的对各功能进行投入退出，若有故障发生，事故指示也清晰明了。

3.5保护数据的可靠性