110kV变电站电气自动化技术及应用研究

110kV变电站电气自动化技术及应用研究

徐刚

  中国能源建设集团云南火电建设有限公司  云南省昆明市  65000

摘要:目前，电气自动化技术已在中国电力工业领域得到广泛应用。中国工业化进程不断加快，变电站是电力系统的核心组成部分。电气自动化技术在变电站的应用，可以促进中国变电站形成稳定、高效、安全的运行管理模式，促进电力工业的发展。

关键词:110kV变电站;电气自动化技术;应用程序;分析;研究

1 110kV智能变电站特点

(1)各行业的通信标准化都有自己独特的标准和体系，通信体系内的各种规范都必须符合IEC61850标准。IEC61850标准详细描述了自动化变电站系统的国际通信，允许变电站灵活选择和连接各厂家生产的仪器和设备，实现设备之间的高效连接和运行，从而实现数据信息共享，便于后续设备的维护和维修。

(2)实现状态可视化的智能变电站可以全面监控整个变电站的运行情况。其方法是利用专门的系统，在传感器技术、网络通信技术等技术的支持下，获取各种数据的特性，以便更方便地观察各种运行工况、故障等。设备运行状态监测是设备维护的重要依据。与常规维护方法相比，该方法可以大大降低设备维护成本，降低隐患排除成本。因此，智能变电站的实施将使电力系统的维护工作更加智能化、科学化、合理化，将大大降低电力系统的维护成本。

2 110kV变电站电气自动化技术系统组成

2.1 110kV变电站电气自动化控制系统

将电气自动化技术应用于110kV变电站的主要目的是实现无人监控的目标，以及更好地保证电网系统的安全，提高输电效率，降低变电站控制成本。计算机管理系统是其核心控制系统。利用电气自动化控制系统，可以实现110kV变电站数据的在线监测和采集，计算机分析系统还可以对采集到的数据进行整合和分析，筛选重要信息资源，并将相关分析结果发送到终端控制设备，为相关管理人员提供可靠的数据参考。在目前的变电站中，采用电气自动化技术已经可以实现对许多功能的控制，如报警系统、通信系统、开关系统等。网络分布结构中的信息传输线采用光纤或双绞线，以太网和现场总线采用分区层。另外，110kV变电站电气自动化控制系统的安全指标主要是指电力系统二次安全保护的规定和要求。根据相关标准，110kV变电站电气自动化控制系统对远程上传、传输信息有严格的保护控制。

2.2 110kV变电站电气自动化二次设备

110kV变电站电气自动化二次设备的规格设计通常是统一的，如颜色、形状等。同时，二次设备一般都配有相应的测控系统。使用频率较高的二次设备主要包括监控设备、继电器、故障滤波器、机柜等。

2.3 110kV变电站电气自动化直流系统

直流系统主要是一套微机直流接地自动检测设备，采用双套高频开关充电设备和阀控铅酸电池组提供110V或220V的电压支持。直流系统布置中具体的设备数量需要根据110kV变电站的实际情况进行计算。同时，110kV变电站大多采用UPS系统，它还可以为110kV变电站内的通信设备、保护装置、计算机监控系统等二次设备提供不间断供电。

2.4 110kV变电站电气自动化安全系统

110kV变电站的运行对整个供电系统有着至关重要的影响，因此必须采取有效的措施保证其安全管理，以保证变电站内电气自动化设备持续稳定运行，持续为人们提供可靠的电力能源。这需要使用相应的安全和保安系统，以及协助建立图像监测系统。具体来说，变电站的关键通道和位置必须安装摄像头，墙壁上必须安装红外探测装置，并按照国家有关规定采取防火、防盗等安全措施。

3电气自动化技术在110kV变电站中的应用

3.1数据收集和处理

变电站在运行过程中，会产生大量的数据信息。为了保证变电站系统的安全、可靠、稳定运行，必须对数据进行准确的采集和整理。在变电站内部使用电气自动化技术时，还需要保证数据信息的准确性和信息处理的有效性。例如，将模拟量转换为数字量，识别电气设备的开关位置，识别设备运行状态所产生的信息，自动进行分析和处理，将最终结果传输给控制系统，由控制系统对断路器的开闭、母线电压等进行管理和控制，确保设备处于安全稳定的状态。

3.2继电保护技术

为了充分利用变电站的正常供电功能，技术人员还应对系统的继电保护装置进行优化。110kV变电站正常运行时，系统内部的保护装置也处于额定工作状态。此时继电保护系统将持续监测电力设备的运行状态，保证其正常运行。一旦电力设备或系统出现故障或异常，继电保护装置应发挥作用，避免电力故障扩大造成的严重影响。具体来说，继电保护装置此时会将故障设备切断，以保护其他电力设备和线路，保证整个电力系统的稳定运行。此外，继电保护设备在感知到供电异常情况时，会及时发出预警，并通过通信终端通知技术人员及时进行维护和维修，保证电力系统的稳定运行。

3.3数字通信同步技术

电子式互感器也是构建智能变电站的关键电子元件，其有效应用能够实现对变电站的数字化保护。在智能变电站的实际运行中，一旦出现合并单元失步、时钟同步源丢失等情况的时候，就会进一步导致通信失步以及变电站保护误动作等情况，影响整个变电站系统的正常运行。电子互感器就是在变电站中负责分发与收集运行信息的单位元件，其在日常运行过程中容易受到电路转换、报文处理延时等问题的影响，导致自身精度不足，影响系统通信。现代化智能变电站技术的发展与应用能够利用时钟同步装置提高各设备通信精度，利用冗余技术消除时钟切换过程中存在的抖动现象，进而实现数字通信同步，提高电力系统运行的稳定性与可靠性。

3.4远程控制技术

电气自动化技术的应用可以实现对电力系统中所有电力设备的远程控制，包括对现场开关柜的控制、对系统断路器的控制、对补偿电容器的控制、对保护操作的控制。远程控制技术的发展和应用，可以改善一线技术人员的劳动条件，保证一线技术人员的安全生产。技术人员只需通过操作终端的屏幕控制对现场的各种电力设备进行控制即可。智能电力系统本身具有自动校准功能，不仅可以判断电力设备的实际运行情况，还可以进一步审查和纠正技术人员的远程控制指令，确保远程操作的有效性和可靠性。此外，电力系统还会检查远程控制条件和环境，只有符合安全条件的指令才能收到系统响应。技术人员可以在终端输入操作指令，并根据界面指导选择确认或取消操作。然后，他们可以输入相应的权限指令和控制人员的操作代码。通过系统审核后，可根据界面上显示的“关闭”、“打开”等功能指令进行相关操作，实现远程控制。

3.5事故召回功能

基于电气自动化技术的110kV变电站控制系统还具有事故记录和召回功能，可以实时采集电力设备的模拟量和状态数据。该系统将以毫秒为单位统一时钟和记录电力设备运行数据，重点记录系统断路器和保护动作信号。通过系统进行数据传输或打印，协助技术人员分析故障事件。电力系统可同时显示事故前后14个工作周期的相关数据，为技术人员提供依据。此外，智能系统还可以通过仿真和建模技术再现事故的运行状态，向技术人员展示事故发生的全过程，协助技术人员解决故障问题，防止事故再次发生。

3.6系统安全管理

110kV变电站在使用电气自动化技术时，还应注意系统的安全管理功能，可以根据操作权限限制不同用户的登录行为和操作控制功能，以防止出现未经授权操作的问题。技术人员可以为电力系统设置相关密码，限制用户登录。用户只有输入相应的密码才能进入电力系统的操作界面，从而保证了系统的安全稳定。针对不同类型的操作人员设计不同的密码和权限，由系统管理人员登录后端对用户权限进行设置和调整。

4结论

综上所述，电是人们生活中不可缺少的重要能源，因此，电在中国的电气工程中占有重要的地位。随着时代的发展和经济水平的提高，用电量呈逐年增加的趋势，导致中国各大变电站常年处于电力短缺的困扰之中。因此，电气自动化控制技术的应用和智能变压器的建设可以实现优化电力能源的目标，保证居民高效稳定的用电，从而为中国电气工程行业的发展奠定新的基础。

参考文献

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