王景宝
国网新疆电力公司奎屯供电公司 新疆奎屯 832100
摘要：变电站是收集电源、提高电压、分配电力的场所，是发电站和用户联系的中间环节。在高速发展的智能电网中，智能变电站的发展也非常重要。所谓智能变电站，是指通过物联网技术和综合自动化技术实现自我控制、自我感知、自我报告故障等的变电站。本文基于110kV变电站电气一次系统及继电保护运维展开论述。
关键词：110kV变电站；电气一次系统；继电保护运维
引言
随着我国国民经济的持续增长，对电力资源的供给需求越来越强。尤其是110kV智能变电站，越来越多的人关注电气一级系统和继电保护装置的运行和维护。目前，我国各地区采用的智能变电站在经济效益方面已经非常良好，大力推进和建设智能变电站对促进我国电力企业发展具有重要意义。
1设计要点
(1)如果智能变电站的电路有太多的负载，则必须使用两个以上的变压器，以确保电路安全。这是因为过度的负荷会导致电源供应中断，触电等安全事故，给电力企业带来巨大的经济损失。(2)智能变电站所在地区有明显季节变化时，应至少使用两个变压器。(3)智能变电站使用的电力系统负载较大(例如，电力系统施工时未接地或暴露电器等)，应选择多个变压器。不仅要做出适合变压器的选择，还要对高压配电装置做出合理的选择。对于110kV的智能变电站，配电装置类型的选择应考虑该地区的地理状况和环境条件，通过技术经济比较，优先选择占地面积小的配电装置类型。在110kV电压等级下，目前我国使用的接线方法主要有四种:单母线段接线、单母线接线、内部桥接线、电路变压器接线。在设计中，考虑到变电站在电力系统中的地位和作用，应满足可靠性、灵活性和经济性三个要求，并通过综合论证，选择哪种布线方式更好。
2 110kV变电站电气一次系统的继电保护运维的主要内容
2.1变电站系统结构
电能从发电厂发出后经过多种电压等级的变电站和输电线路输送给用户。变压器作为发电厂和变电站中的主要电力设备，在输配电环节具有不可替代的作用。110kV变压器有多种运行方式，在变压器故障情况下，不合理的运行方式会使继保装置误动作或拒动作，对变压器造成巨大损害，而且对整个电力系统的安全运行和供电可靠性也会造成较大影响。因此选择变压器的可靠运行方式，确保变压器安全稳定运行，具有重大意义。变电站系统的结构采用分布式构成。监控主机外围电路由GPS通讯电路、人机对话窗口、数据采集、传输接口电路等组成。这种架构采用“面向对象”处理，以此来采集和处理对间隔层电气参量的信息。和集中式结构相比较，分布式结构有以下优点:（1）采用面向对象的方式进行处理，比如主变维护等单元，这种单元处理起来更快；（2）传输接口电路通过光纤连接，可以使后续维护和电路扩展方面更便捷；（3）因为是独立提供48V电压，所以一个环节出现故障不会对其他装置的使用造成影响。
2.2智能断路器和电子变压器的设置
1)高压断路器是变电站最常见的设备，无论是普通站还是智能站，都离不开高压断路器。该设备的运行条件直接影响变电站的故障排除和线路运行的恢复。由于高压断路器的使用频率高，现有机械特性不能满足高压、高频使用要求，因此该设备故障多，是维修的重点。现有的检测技术可以更方便地监测设备，包括泄漏电流实时监测、SF6气体密度监测、开合次数监测、设备本身的振动监测、利用红外线进行设备造影、闭路线圈的绝缘特性和电流监测等。2)电子变压器是智能变电站的革命性设备，近年来得到了比较广泛的应用。
其变革性体现在综合单位输出数字信号上，保护小变压器逐渐退出历史舞台。PMU呼机测量单位由WAMS合并。如果将电能计量装置改为全数字，就可以通过软件功能在线测量电能。
2.3隔离开关
110kV变电站电气一级系统的隔离刀闸门主要在系统内设备运行和维护时隔离电压，确保服务线路或设备范围有断点，为维护过程的有效性和维护安全提供可靠保障。系统内隔离刀闸门使用量相对较大，故障风险相对较高，应加强对操作和维护的重视，确保操作和维护检查工作有效实施。
3变电运行对继电保护、测控装置的要求
继电保护装置是构成继电保护动作的基础，能够在变电运行发生异常时完成对配电网的保护。具体来说，继电保护装置的作用分为3点：①能实时监控电力系统运行状况和电力设备工作状况，并将相关信息传送到操作系统中；②具有第一时间将故障分离的功能，能够将故障的影响降到最低；③当电力系统出现异常时会自动发出警报，从而能够提升故障处理效率。为了维护智能继电保护装置的性能，必须保证继电保护装置符合相关要求。通常来说，智能变电站具有2个重要特征，一个是间隔层具有功能自治性能，另一个是要确保智能组件与高压设备属于同样规格。因此，智能继电保护装置需要满足4个方面的测控要求：①需要与智能变电站系统保持一致，即需要实现自适应要求，而自适应继电保护装置需要通过以太网进行特殊设置，从而满足对变电站实时监控、数据采集、流量检测等相关要求；②需要确保继电保护装置和测控装置与智能电网相统一，满足通信系统和逻辑预算要求；③改善数字接口性能，从而能够满足实时监控和大量数据采集要求；④对自适应继电保护装置配套工具进行优化，开发可视性工具。
4综合自动化系统
变电站综合自动化系统是借助先进的计算机技术、网络通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备的功能集成优化设计的一种综合性自动化系统。（1）遥测，是指采集变电站主要运行参数和变量并将其远程传送给监控中心。遥测量包括变电站运行的各种实时数据，如主变油温、各段母线电压、10kV侧各线路的有功功率、无功功率等。
（2）遥信，是指采集变电站中各种保护和开关量信息并将其远程传送给监控中心。遥信量包括断路器、隔离开关位置，各种设备状态等。
（3）遥控，是指监控中心发出命令并实现对变电站电气元件的远程操作和切换。遥控量包括主变压器有载分接开关、站内所有断路器等。
（4）遥调，是指监控中心远程调节变电站内电气设备的各种参数。遥调量主要是现场设备的保护定值。
目前，变电站无人值守综合自动化系统大多采用分层分布式的组态结构，具有继电保护、测控元件相对独立又相互融合、结构模块化、支持计算机网络通信协议等特点。所以它应用非常灵活，可靠性高，便于设计、调试和扩展，尤其适用于老变电站的升级改造。变电站的通信体系分为过程层、间隔层和站控层，它们相互之间通过相应的通信规约转换进行通信，使变电站综合自动化系统具备RTU功能。工作电源，工作电源为控制、测量信号以及继电保护装置提供可靠电源，一般有UPS电源、直流电源、交流电源、通信电源等。交流电源一般由站用电提供，站用变应具有两路独立电源，互为备用，装设有自动投切装置，可以实现工作电源与事故电源不间断自动投切，并带通信接口接入计算机监控系统。
结束语
综上所述，当前电力系统正朝着智能化、自动化、集成化方向发展，是推动国家经济增长的核心组成部分，其中110kV变电站是我国覆盖率最高的电气系统，影响着社会生产生活的稳定性。相关企业应加强对110kV变电站电气一次系统及继电保护运维工作的重视程度，明确系统运维的主要内容，及时更换老化线路及设备，提高运维人员的操作能力，加大系统故障智能监测的投入与开发力度，完善运维巡检工作的管理制度，健全管理机制，从而全方位的提升运维保护的效果，为电气系统正常稳定运行提供保障。
参考文献
[1]王定玉.110kV主变压器保护配置研究[J].科技展望,2016,26(09):99.
[2]陈赛男.变电站一次系统电气主接线设计方案分析[J].科技创新与应用,2020(03):96-97.