有關(guān)110kv變電站電氣自動化應(yīng)用探究

安徽省阜陽市國投新集劉莊煤礦 程福順

從實踐來看，110kv變電站不僅是電力配送的主要環(huán)節(jié)，而且還是電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及斷路器操作技術(shù)成熟，電氣自動化“無人值班”必然向著無人值班、無電纜溝道以及無房屋建筑等方向發(fā)展。

一、變電站自動化技術(shù)

對于110kv變電站電氣自動化技術(shù)而言，目前國內(nèi)主要采用的是站內(nèi)監(jiān)控，它主要是以遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)采集及其控制作為基礎(chǔ)，其電網(wǎng)調(diào)度控制與保護(hù)是相互獨(dú)立的兩個環(huán)節(jié)，這一特點(diǎn)更加符合國情的需要。110kv變電站自動化技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.控制系統(tǒng)

110kv變電站主要采用了當(dāng)前最成熟的計算機(jī)控制系統(tǒng)，并按照“無人值班”的要求對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，堅持的總體原則是：(1)監(jiān)控系統(tǒng)采用的是網(wǎng)路分布結(jié)構(gòu)，其站控層網(wǎng)絡(luò)主要采用的是單網(wǎng)配置TCP/IP協(xié)議，間隔層主要采用的是現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)，而網(wǎng)路則主要是以光纖或雙絞線為媒介；(2)系統(tǒng)的監(jiān)控范圍主要包括電壓斷路器、基地開關(guān)、隔離開關(guān)、主變中性點(diǎn)、無功補(bǔ)償投切、主變分接頭的調(diào)節(jié)、電源設(shè)備的占用、直流與UPS系以及通信設(shè)備和通信電源、警報系統(tǒng)等；(3)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對站內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實時的監(jiān)控，并對相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集和處理，其中電氣信號主要以模擬量的采集來實現(xiàn)交流采樣活動，報警信號主要采用的是硬接點(diǎn)方式實現(xiàn)測控元件的輸入，此外該系統(tǒng)還具備可防誤閉鎖之功能，GPS裝置可保證站內(nèi)的站控層和間隔層保護(hù)同步。該系統(tǒng)還具有和電力調(diào)度數(shù)據(jù)特殊網(wǎng)線相連接的智能接口；(4)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性能指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》的要求，并且其上傳的保護(hù)遠(yuǎn)動信息應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)程具體執(zhí)行。

2.二次設(shè)備分布與UPS系統(tǒng)

110kv變電站自動化控制系統(tǒng)中的二次設(shè)備，主要采用了集中的布置模式，其中繼電器與監(jiān)控設(shè)備可以合并一室，也可以隔開布置。110kv變電站二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)、外殼顏色和外形都采用了統(tǒng)一樣式了，同時還選擇了合理的裝置和監(jiān)控設(shè)備及測控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)站控層設(shè)備、變壓器柜、110kV系統(tǒng)測控柜以及相應(yīng)的電能表柜和故障錄波器等二次電氣設(shè)備，都集中分布在主控制樓之中，且與繼電裝置同處一室。繼電保護(hù)裝置的放置室一般都有備用的屏位，且備用屏位將占繼電器室的十分之一左右。一般而言，變電站內(nèi)均設(shè)有交流不停電電源系統(tǒng)，也就是UPS系統(tǒng)，其容量一般在3kvA左右，它是110kv變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)裝置等重要二次設(shè)備電源，不會出現(xiàn)停電問題。

二、110kv變電站電氣自動化應(yīng)用

基于以上對110kv變電站電氣自動化技術(shù)的分析可知，正是由于自動化技術(shù)可以實現(xiàn)無人值守的目標(biāo)，而且還能節(jié)約很大一部分資源，因此應(yīng)用也比較廣泛。

1.共網(wǎng)傳輸技術(shù)的應(yīng)用

從實踐來看，電子式互感器主要采用的是將IEC組網(wǎng)方式和間隔層實現(xiàn)通信，從而可以有效的分析共網(wǎng)傳輸模式對保護(hù)特性產(chǎn)生的影響，主要目的在于實現(xiàn)通信保護(hù)與同步技術(shù)的實用化功能。測控I/O與保護(hù)操作箱二者合一的智能終端安裝在就地開關(guān)端子箱中，同時還采用了GOOSSE通信技術(shù)來實現(xiàn)母差、線路以及主變壓器保護(hù)跳閘功能；為了進(jìn)一步簡化該網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)配置，并實現(xiàn)組播流量的優(yōu)化配置，過程層的交換機(jī)與二次設(shè)備，可支持動態(tài)組播協(xié)議高精度的冗余對時，適應(yīng)于110KV變電站自動化系統(tǒng)擴(kuò)建和網(wǎng)絡(luò)配置的改造。110kV變電站保護(hù)、測控以及電度表等都可以通過IEC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行采樣，而電壓的切換主要是由保護(hù)、測控以及電度表來實現(xiàn)自動處理。其中，電度表所采集的電量信息主要采用了MMS協(xié)議來傳送采集終端；網(wǎng)絡(luò)通信中的同步技術(shù)與相關(guān)的設(shè)備具有一定兼容性、穩(wěn)定性以及可靠性，這是110KV變電站自動化控制技術(shù)得以成功應(yīng)用的核心。

2.電子互感器的應(yīng)用

實踐中，雖然是110kV變電站，但其電壓保護(hù)等級通常都是按照220kV變電站的電壓等級來配置的；在110KV變電站電氣化自動化系統(tǒng)中，為了有效的實現(xiàn)110kV變電站電氣化系統(tǒng)的雙套保護(hù)方案，可將其電子互感器的遠(yuǎn)端模塊與合并單元的設(shè)計成獨(dú)立的雙套采樣回路設(shè)備，同時還要著重對電子式、純光纖以及常規(guī)互感器配合對保護(hù)所產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究。從實踐來看，l10kV變電站自動化控制系統(tǒng)的線路與橋電子式的互感器主要采用了羅氏原理，及電壓與電流相互組合的互感器，從而可以有效的避免電壓電流互感器出現(xiàn)同步問題。從110KV變壓器電氣自動化應(yīng)用實踐來看，該系統(tǒng)中的主變套管電流互感器主要采用的是全光纖、互感器配置方案，同時還進(jìn)行了電子式和純光互感器的配合對母差保護(hù)試點(diǎn)。從110KV變壓器電氣自動化應(yīng)用實踐來看，1l0kV變電站電氣自動化線路的光差保護(hù)主要依靠兩個端口來實現(xiàn)，其中一端主要采用的是電子式的互感器，而另一端主要采用的是常規(guī)式的互感器，通過這兩個端口的有效配合，可對110KV變壓器電氣自動化控制線路的保護(hù)影響加強(qiáng)研究。

三、結(jié)語

隨著電氣自動化控制技術(shù)在110kV變電站中的不斷應(yīng)用和推廣，傳統(tǒng)的110kV變電站運(yùn)作模式將逐漸失去優(yōu)勢，取而代之的是自動化變電站。在110kV變電站自動化系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行過程中，一定要堅持實用和可靠的總體原則，這是保證變電站電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全和可靠的關(guān)鍵。

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