郭新宇
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摘 要：我国科研力量的持续增强，使现代科技为我国电力事业的发展做出了卓越的贡献。电力产业是我国经济发展中的重要支柱产业，其直接关乎我国各个领域的发展与进步。自21世纪以来，我国以全球化为目标大力推进电力领域科研工作，这也使电气系统变得越来越集成化、智能化、自动化与先进化，使智能变电站得以快速兴起。在我国电能供应中，智能变电站在其中发挥着关键作用，其以智能化控制技术为核心，通过电气一次系统与继电保护装置来确保电力供应安全，保证电力供应质量。为此，文章以110kV的智能变电站作为研究对象，探讨其电气一次系统与继电保护运维工作。
关键词：110kV智能变电站；一次系统；继电保护
我国国民经济的不断增长，使人们对电力资源的供应需求变得愈发强烈，尤其是对于110kV智能变电站来说，越来越多的人开始关注其电气一次系统和继电保护装置的运维工作。变电站的继电设备直接关系到电气一次系统与继电保护运维的整体运输质量及安全，作为电力领域人员，必须将电气一次系统与继电保护运维工作放在首位。就目前来看，我国各个地区所采用的智能变电站在经济效益上已经非常良好，大力推进和建设智能变电站对于推动我国电力企业发展具有重要意义。文章对110kV智能变电站中的电气一次系统和继电保护装置的运维工作进行深入研究，并针对其不足提出相应的发展建议。
1 110kV智能变电站电气一次系统的设计意义及要点
1.1 设计意义
在我国电力事业发展中，供电工程建设水平的高低，将直接关乎当地的供电水平，而在供电工程建设中，又以电气一次系统设计最为关键。不过，因电气一次系统所涉及的环节众多、范围较广，这也使电气一次系统的设计难度非常大。比如，在供电工程建设中，需要投入充足的资金，选择合理的配电装置，在电气一次系统设计完毕后，还要对其电能运输情况及运行状态进行实时监测等，这些都是电气一次系统设计中需要进行解决的。而在我国电力系统中，智能变电站作为其核心部位，其运行效率的高低将对整个区域的供电质量带来影响。智能电变站包括许多一次设备，在对这些一次设备进行设计时，必须确保其质量完好，这也是确保智能变电站得以可靠、安全、高效运行的前提。
1.2 设计要点
在对110kV智能变电站中的电气一次系统进行设计时，需要选择适宜的变压器。在智能变电站中，变压器在电力供应中发挥着关键作用，必须对变压器进行合理选择。当智能变电站中存在以下状况时，变压器至少要超过2个：（1）当智能变电站的电路中存在过多的一级与二级负荷时，为了确保电路安全，必须采用两个以上的变压器，这是因过量的一级与二级负荷会导致供电中断，甚至还会引发触电等安全事故，进而给电力企业造成巨大的经济损失。（2）当智能变电站所处的地区存在明显的季节变化时，要采用至少2个变压器。（3）当智能变电站所采用的用电系统负荷较大时，比如在电源系统施工时未进行接地，或是存在用电装置外露等情况时，便需要选择多个变压器。
除了要对变压器进行适宜选择，还要对高压配电装置进行合理选择.对于110kV的智能变电站来说，配电装置型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，通过技术经济比较，优先选用占地少的配电装置型式。选择室内安装高压配电装置时，并宜符合以下规定：（1）市区或污秽地区的110kV配电装置宜采用屋内配电装置。（2）大城市中心地区或其他环境特别恶劣地区，110kV配电装置可采用GIS组合电器。室外安装高压配电装置，主要有普通中型、半高型及高型这三种布置方式，目前采用普通中型布置方式最为普遍。普通中型布置是在母线下不布置任何高压配电装置；半高型布置是将母线及母线隔离开关抬高，将断路器、电流互感器等电气设备布置在母线的下面；高型布置是将母线和隔离开关上下重叠布置，母线下面没有电气设备。而在对高压配电装置进行确定时，需要结合现场的实际情况来确定。此外，还要选择合适的主接线方法。在110kV电压等级中，目前我国所采用的接线方法主要包括四种：单母线分段接线、单母线接线、内桥接线、线路变压器组接线。在设计中要考虑变电站在电力系统中的地位和作用，满足可靠性、灵活性和经济性三方面要求，经综合论证，选出哪种接线方式更优。
2 110kV智能变电站中继电保护装置及运维内容
2.1 继电保护配置方案
对于110kV智能变电站来说，继电保护装置在配置过程中需要从站控层、间隔层与过程层入手。在电气一次系统中，各个电气设备均是被独立保护的，比如110kV智能变电站在进行单次变电时，需要确保继电装置能够在设备内部中进行安装，或是在继电装置中还要增设对应的保护装置及测控装置，这样可使电力系统的运行变得更加可靠。除此之外，还要通过IEEE-1588设备进行网络测量完成时间的校对，该设备目前已经逐渐被应用到变电站中，其应用效果也比较理想。
通过IEEE-1588设备的应用，能够有效避免110kV智能变电站在运行过程中出现采样错误、线路跳闸等问题，从而减少了线路故障所造成的损失。通过采用这种方法，可有效保存电气系统中的各类数据，进而实现对继电保护系统的科学布置。
2.2 继电保护运维内容
110kV智能变电站中包含着许多电气一次设备，这些设备都需要设置对应的保护装置，以此有效保护110kV智能变电站中的变压器、线路与母线安全。以下对继电保护的运维内容进行相应的分析：（1）对于变压器保护来说，现阶段主要是通过分布式保护法来实现继电保护的，不过110kV智能变电站相比于其他智能变电站在变压器保护方面的设置有着本质的不同，需要通过后备与差动双重保护方式来实现双向运行，而且需要利用Goose网络来实现对变压器故障数据的传输与分析。（2）对于母线保护来说，110kV智能变电站所采用的保护方法为分布式或分段保护，这种保护方式需要确保各个单元与合并单位能够衔接起来，从而使数据在采样过程中得到可靠保护。（3）对于线路保护来说，需要通过相应的继电保护装置来确保各个线路之间的布置间隔，并通过Goose网络、智能网络、测控保护设备等来实现数据的传输与交换。
2.3 过程层中的继电保护
在110kV智能变电站中，其对电路的保护主要是以站控层、间隔层和过程层作为着手点的，根据《智能变电站继电保护技术规范》的要求，110kV智能变电站站控层网络与过程层网络完全独立配置，组网方式为单星型高速以太网，通信规约采用DL/T860标准，传输速率为100Mbps。
站控层MMS/GOOSE网络，过程层SV网络，过程层GOOSE网络完全独立，继电保护装置接入不同的网络时采用完全独立的数据接口控制器。
对时智能变电站继电保护与站控层信息交互采用DL/T860（IEC61850）标准，建立全站统一模型、统一规则、统一配置，提供系统配置工具和装置配置工具，配置工具能对配置文件进行合法性检查，生成的配置文件能够通过SCL的schema验证。
智能变电站控站层能与省调、地调集控中心通信，并完成全站设备的运行监视、控制操作等功能。通信规约采用DL/T634.5101-2002或DL/T634.5104-2002与上级通信，预留基于IEC61850标准通信的接口和功能。
3 110kV智能变电站中继电保护的运维现状
在110kV智能变电站中，当继电保护装置处于正常运行状态时，可能会发生断器失效问题，在部分情况下，运维人员还要在变压器设置双重保护，因而需要结合电路设置中的相关规定，将造成中断器失效的电流判别设备进行去除。在部分情况下，还要对电路进行相应的改造，当电路无法在失灵时进行启动控制，势必会造成第二套保护系统的控制功能失效。由此可见，如果110kV智能变电站不具备完善的逻辑功能来进行继电保护运维，势必会给电力企业造成大量的经济损失。要想通过继电保护装置来对电路进行保护，往往需要将其与大电流设备进行直接连接，并确保单线连接、相位固定与时间同步，如不能满足这些条件，电压在进入装置时的不同步，会使继电保护装置无法起到应有的保护作用。
4 110kV智能变电站电气一次系统的应用策略
要想提高110kV智能变电站的电气一次系统的运行效率，就需要制定科学的应用策略：（1）继电保护装置需要具备更高的可靠性，科技力量的发展与进步，使电气设备的运行质量变得愈发重要，鉴于其在电网运行及电力传输中所发挥的重要作用，必须采用可靠的继电保护装置，以此确保电气一次系统能够得以稳定、可靠的运行，进而使其能够为我国在110kV智能变电站的智能化、信息化发展起到推动作用。（2）需要对110kV智能变电站的运行方法进行不断创新，在我国经济发展中，电力事业的发展，是推动我国经济增长的重要动力源泉，其在我国社会发展与进步中发挥着至关重要的作用，对电力领域人员来说，必须要不断增强电路保护意识，以此改变原有的变电站运行方式，并具备较强的故障诊断与检测能力，对电路进行定期巡检，加大巡察力度，以此避免设备发生运行故障，在节约电力系统运行成本的同时，确保电力系统的运行稳定与安全。（3）我国还要对现有的验收标准进行相应的提高，一直以来，我国都是采用站控层、间隔层与过程层这三种形式来进行验收的，我国应进一步加强这三种验收方式的监督，确保继电保护系统能够得以正常运行，通过提高验收标准，使继电保护系统具备更高的运行质量，以此实现对电气一次系统的可靠保护。
5 结束语
总而言之，在我国电力事业发展中，110kV智能变电站通过采用继电保护装置，可有效保障电气一次系统的安全使用与高效运行。作为电力领域工作人员，必须不断提高自身的专业能力与综合素质，使110kV智能变电站中的继电保护系统能够更加稳定、安全，从而使其在我国电力领域中发挥出更大的作用。
参考文献：
[1]武同宝.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维研究[D].济南：山东大学,2016.
[2]王陶.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维[J].通讯世界,2018(7)：207-208.
[3]穆小亮,赵广旭,易甜甜.110kV智能变电站电气一次系统及继电保护运维的思考[J].信息系统工程,2019(5)：112.