張曉紅 王天佑 張浩 胡倩倩

摘要：隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，智能變電站這一樞紐的重要性日漸提升。相較于傳統(tǒng)變電站，智能變電站擁有著與其相仿的功能，這也是智能變電站直接關(guān)系著整個(gè)電網(wǎng)安全運(yùn)行的原因。不過，由于我國智能變電站尚處于發(fā)展初級階段，這就使得其在一次系統(tǒng)建設(shè)、繼電保護(hù)運(yùn)維領(lǐng)域存在著或多或少的不足，設(shè)法彌補(bǔ)這種不足正是本文研究的目的所在。

關(guān)鍵詞：智能變電站;一次系統(tǒng);繼電保護(hù)運(yùn)維

1 110k V 智能變電站電氣一次系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容

1.1 電氣一次系統(tǒng)的意義

電氣一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是供電工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)， 也是一項(xiàng)難度系數(shù)比較大的工程，它包括的環(huán)節(jié)比較多、涉及范圍較廣，例如：工程的資金投入、配電器的選擇、建成之后的運(yùn)行情況、電能的運(yùn)輸質(zhì)量等，這些都是一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 而智能變電站是我國電力系統(tǒng)建立的主要核心部位之一， 因此它的運(yùn)行情況直接決定對各個(gè)區(qū)域的供電質(zhì)量。 變電站是由許多一次設(shè)備構(gòu)成的電力系統(tǒng)， 對它進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要選擇質(zhì)量比較好的一次設(shè)備，這是保證變電站可以安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的前提條件。

1.2 110kV 變電站電氣一次系統(tǒng)裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

①變壓器的選擇。 變壓器是 110k V 智能變電站電氣一次系統(tǒng)的重要設(shè)備之一， 它的合理性選擇對整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行起著關(guān)鍵性作用。 對于以下幾種情況我們要選擇兩個(gè)以上的變壓器：a.對于存在大量的一級負(fù)荷、二級負(fù)荷的電路，都要從安全方面考慮，以防一級負(fù)荷、二級負(fù)荷中斷供電可能會導(dǎo)致人員傷亡，造成重大政治影響和重大經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致公共場所秩序嚴(yán)重混亂的。 b.用電負(fù)荷因季節(jié)因素變化較大的地區(qū)。c.一些負(fù)荷比較大的用電系統(tǒng)，例如：電源系統(tǒng)沒有接地、用電裝置外露的情況等。 ②110kV 智能變電站電氣一次系統(tǒng)的高壓配電裝置的選擇。 110k V 智能變電站的高壓配電裝置的布置方式有室內(nèi)裝置和室外裝置， 其中室內(nèi)布置的常見形式主要有普通電器裝置、全封閉式組合電器裝置、110kV 斷路器裝置，110kV 斷路器裝置具有占地面積小、 維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，但是成本比較高， 因此這種布置形式適用我國一些發(fā)展比較好的地區(qū)，另外兩個(gè)室內(nèi)布置的資金投入和占地空間是相似的，所以這兩種方式基本上相同。 與室內(nèi)布置相同之處，室外布置分為中型、半高型、高型三種方式，中型布置主要把所有的設(shè)備安裝在母線上、半高型布置特點(diǎn)是使母線之間相互分離、高型布置主要是將母線相互隔離， 因此我們在選高壓配電裝置時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況選用最佳電氣設(shè)備。 ③主接線方式的選擇;接線方式主要有單母線接線、線路變壓器組接線、內(nèi)橋接線三種方式， 單母線接線和內(nèi)橋接線主要接在 110kV 變電站高壓側(cè)主接線上， 單母線分段主要是連接在 110kV 變電站低壓側(cè)的主接線上，線路變壓器組接線是一種比較簡單的連接方式，主要在低壓側(cè)保證正常用電即可， 不會給相鄰的變電站帶來不利的因素。

2 110k V 智能變電站繼電保護(hù)裝置的相關(guān)事項(xiàng)

2.1 蓄電保護(hù)系統(tǒng)的裝置

在 110kV 變電站中， 需要從變電站供電層和過程層進(jìn)行繼電保護(hù)配置的籌備，在一次變電站電氣過程中，所有的電氣設(shè)備都可以獨(dú)立的被保護(hù)，例如，在一次智能變電過程中，繼電裝置應(yīng)當(dāng)設(shè)置在各個(gè)設(shè)備的內(nèi)部， 或者在各個(gè)智能設(shè)備的周圍設(shè)置保護(hù)裝置、 測控裝置來提高電路電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。 另外，在智能變電站系統(tǒng)里，可以使用 IEEE-1588 設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測量來完成時(shí)間的調(diào)對， 這種設(shè)備在我國很多變電站中已經(jīng)開始使用， 而且 還取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益， 因?yàn)镮EEE-1588 設(shè)備可以防止因內(nèi)部線路跳閘 、 采樣等不明確的因素影響了繼電保護(hù)，避免了一些經(jīng)濟(jì)損失和麻煩。 這種方法還可以使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)充分的保存下來， 使整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的布置更具有科學(xué)性、合理性。

2.2 110kV 智能變電站過程層的繼電保護(hù)內(nèi)容

110kV 智能變電站過程層主要是 由一次設(shè)備及它的附屬零件組成的，然后設(shè)置快速閘跳裝置保護(hù)電路，主要保護(hù)部位是變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、線路保護(hù)。 接下來就對主要保護(hù)內(nèi)容進(jìn)行分析：①變壓器保護(hù)。 對于一般的智能變壓站過程層中變壓器的繼電保護(hù)主要采用分布式保護(hù)法， 但 110kV 智能變電站的變壓器保護(hù)設(shè)置與一般智能變電站有所不同，110kV智能變電站可以實(shí)現(xiàn)差動保護(hù)和后備保護(hù)雙向運(yùn)行， 因此110kV 智能變電站中變壓器的自動跳閘 、斷路裝置 、失靈裝置的信息傳遞和數(shù)據(jù)分析都是由 Goose 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來完成。 ②母線保護(hù)。 110kV 智能變電站與一般的智能變電站所采取的母線保護(hù)法是不同的，110kV 智能變電站可以采用分布式裝置來保護(hù)母線，雖然有時(shí)也對母線進(jìn)行分段保護(hù)，但是每個(gè)被保護(hù)的單元和合并單元是銜接在一起的， 同時(shí)和智能系統(tǒng)的末端也是銜接的，可以提高數(shù)據(jù)采樣的保護(hù)程度、掌握開關(guān)跳閘功能，實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路自動化技術(shù)。 ③線路保護(hù)。 110kV 智能變電站在實(shí)施方案設(shè)計(jì)時(shí)就要想到對線路進(jìn)行保護(hù)， 變電站運(yùn)行時(shí)就要設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置， 并且在線路之間要留有一定的間隔設(shè)置測控保護(hù)設(shè)備和合并單元、智能系統(tǒng)、Goose 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)相對應(yīng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和銜接， 這種線路保護(hù)可以直接傳遞到相對應(yīng)的智能系統(tǒng)末端進(jìn)行接受、執(zhí)行。

2.3 110kV 智能變電站中變電層的繼電保護(hù)法

變電站的變電層主要采用集中式后備保護(hù)裝置來保護(hù)電路，可以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)動、在線調(diào)動兩種方法保護(hù)電路。 在智能變電站的變電層中，繼電保護(hù)裝置的功能是不同的。 ①如果電路供電正常，電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)良好，繼電保護(hù)裝置主要是起預(yù)警和監(jiān)測功能;②當(dāng)發(fā)生電氣事故時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用就是阻斷電路傳輸;③當(dāng)電路出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí) ，繼 電 保 護(hù)系統(tǒng)就發(fā)出預(yù)警信號，并把電力的變化信息傳遞到智能系統(tǒng)末端。

3 110k V 智能變電站中繼電保護(hù)運(yùn)維的不足之處

3.1 110kV 智能變電站系統(tǒng)的邏輯功能不完善

在繼電保護(hù)運(yùn)行的過程中， 會出現(xiàn)母線保護(hù)裝置中斷器失效的現(xiàn)象。 有時(shí)母線保護(hù)、線路保護(hù)都需要設(shè)置一些雙重保護(hù)配置，所以根據(jù)電路的設(shè)置要求，我們需要除去中斷器失效中設(shè)置的流判別設(shè)備。 有時(shí)需要對電路進(jìn)行電路改造，如果不能實(shí)現(xiàn)對電路進(jìn)行失靈、啟動控制，最終會導(dǎo)致第二套繼電保護(hù)系統(tǒng)也不能實(shí)現(xiàn)失靈、啟動的功能。 110kV 智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維的功能運(yùn)維不完善會導(dǎo)致一次系統(tǒng)不能有效的保護(hù)，會帶一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 110kV 智能變電站繼電保護(hù)路線問題

為了使繼電保護(hù)系統(tǒng)有效的保護(hù)電路， 通常情況下會選用和大電流保護(hù)設(shè)備直接進(jìn)行連接， 而且還要保證是單線連接、時(shí)間同步、相位固定，否則就會導(dǎo)致電流、電壓不能同步進(jìn)入裝置中，繼電保護(hù)系統(tǒng)起不到任何作用，這種不可靠的繼電保護(hù)法會嚴(yán)重影響一次系統(tǒng)的運(yùn)行和使用。

4 提高 110k V 智能變電站電氣一次系統(tǒng)運(yùn)行、使用的策略

①提高裝置的可靠性。 隨著我國科技的發(fā)展，國家對電氣設(shè)備的質(zhì)量要求也逐漸提高， 為了確保電網(wǎng)運(yùn)行和電路運(yùn)輸能力， 繼電保護(hù)系統(tǒng)一定要使用可靠性的裝置才能保證一次系統(tǒng)使用的可靠性、穩(wěn)定性，從而推動了我國 110kV 智能變電站電氣一次系統(tǒng)向著智能化、信息化穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展。 ②創(chuàng)新智能變電站的運(yùn)行方法。 電力企業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的源動力，對維護(hù)國家穩(wěn)定、促進(jìn)社會進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。 因此，我國需要增強(qiáng)對電路保護(hù)的意識，打破傳統(tǒng)的變電站運(yùn)行狀態(tài)、提高工作人員的故障識別和預(yù)判能力、增加電路巡檢頻率，減少設(shè)備運(yùn)行故障、降低運(yùn)行成本、保護(hù)電力系統(tǒng)安全。

5 總 結(jié)

綜上所述，110kV 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可以保護(hù)一次系統(tǒng)的使用和運(yùn)行， 對我國電力企業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵性作用， 因此電力企業(yè)的相關(guān)工作人員要增強(qiáng)對 110kV 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，為我國的電力企業(yè)的發(fā)展做出有益的貢獻(xiàn)。

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