110kV變電站一次系統及繼電保護設計摘要：本文還對該110kV變電站的數字化繼電保護系統進行了設計，介紹了數字化變電站對繼電保護的影響，總結比較了常規保護配置方案和系統保護配置方案兩種繼電保護配置方案的優缺點，給出了站控層、間隔層、過程層的保護配置方案，以及一次設備的在線監測方案。目前，該110kV變電站已投入使用，運行結果表明系統穩定、設備狀況良好，證明綜合自動化系統在變電站運行管理方面起到了至關重要的作用。

關鍵詞：變電站；一次系統；繼電保護；輸電系統；配電系統

一、緒

論

變電站在我們的輸配電中的地位越來越重要。它連接電力系統和用戶負載。是在電力配電中占用重要地位的配電站。

電力系統通過將電能的電壓轉化為電流，再將電流變換成電壓，在這中間需要一個能將兩者集中分配起來的地方，那就是變電所。電能的質量與設備的安全需要有一定的安全保障，所以電壓和潮流（在這里潮流指的是各個分結點和電壓的分支、電流、功率在電力系統中不同的的的走向和分布狀態）需要在變電所里進行適當改變和調整，同時還要注意對輸送的電線的線路和輸電設備進行維護。根據電力所的應用途徑它包括了輸送電壓的變電所和用于電氣鐵路和電汽車的牽引變電所。其中電力變電所有三種類型，包括了輸電變電所，配電型的變電所還有變頻所。這些變電所還根據自身特點有不同的級別，60kV及以下的設置為中壓變電所，10～220kV是屬于電壓比較高的變電所，330～765kV就已經達到超高水平了，超過1000kV的就是特別高的電壓變電所[1]。按照變電所在電力系統中所占的不同比重又可以將他們分類為樞紐型的變電所，中間型的變電所還有終端的變電所。

二、110kV數字化變電站繼電保護的設計

電信信息接口標準、開放協議、智能一次設備、應用網絡技術等技術的進步以及知識電網的構建，推進變電站的一次設備和二次設備技術的整合，再加上變電站運行方式改革，有了新時代變電站構建高端技術處理方法的數字化變電站。

數學化變電站所使用智能設備有可靠、集成、高端、環保等優點，基本要求包括全站的信息數字化、信息共享標準化、通信平臺網絡化，在這樣要求下實施對信息監測、測量、收集、計量、控制、保護等基本功能，同時可以根據需提供的協同互動、實時自動控制、電網智能調節和在線分析決策等更加高級功能。對于常規變電站，數學化變電站的優點在于：環保、節能、結構緊密、提高自動水平和消除許多安全問題等等，并且以此達到一次設備和二次設備的智能化以及運行管理的自動化目標，更進一步分析，其表現出的技術特點還包括：堅強智能電網的信息化、互動化和自動化等。

（1）110kV數字化變電站本期繼電保護配置工程概況

110kV數字化變電站這一期繼電保護規模包括：

1）2套主變壓器保護，2臺對應三卷變壓器；

2）2套110kV線路保護，與其對應的110kV戶外GIS，進線2條；

3）13套35kV出線保護，11回與其對應的35kV出線，2臺母聯（分段）開關，運用戶內開關柜設置；

4）20套1l0kV出線保護，2套站用變和3套電容器保護。

（2）技術方案

這一方案運用數字化變電站最前端技術成果，變電站斷電保護配置的標準是以IEC61850為基礎，根據二級網絡、三層結構實現變電站繼電保護自動、信息以及互動化，按照分層的分布方式來實現數字化變電站內智能電器設備間的信息共享和相互操作任務，從總體分析系統分成三個層面，包括：站控層、過程層、間隔層。

間隔層和過程層智能終端利用的通信協議為GOOSE、合并單元熊市規約利用的通信協議為IEC61850-9-2。間隔層和站控層保護監控等運用的通信協議為IEC61850-9-2。站控層系統在運用SNTP網絡對時間隔層和過程層設備運用B碼對時。站控層和過程層二者是獨立組網的，過程層運用單星型100M以太網傳輸GOOSE信息；站控層利用雙星型100M以太網，各小室間交換機利用光纖來實現關聯。

GOOSE的信息傳遞方式：保護裝備的跳合閘GOOSE信息運用光纖的點對點方式，直接接入就地智能的終端；測控裝置的告警、開出等信息，還包括保護間閉鎖、啟動失靈、邏輯互鎖信息，還有斷路器機構位置借助GOOSE網絡傳遞。

SMV采樣值信息傳遞模式：保護盒合并單元借用光纖點對點的方法直接進行連接，電度、測控、錄波借用過程層網絡來采樣。

110kV戶外GIS、母線PT、主變進線利用數字量輸出的電子式互感器，同時配置數字化電度表；35、1l0kV間隔利用模擬小信號輸出電壓電流一體化的互感器，配備具備模擬小信號接入電度表，和保護裝置一體化放置在開關柜；35、1l0kV母線配置數字量輸出電子式電壓互感器。

（3）變電站運行情況

某110kV變電站目前已經投入使用，運行的結果顯示系統的穩定性良好，設備狀況良好，在企業的生產中充分發揮其作用，說明綜合自動化體系在變電站運行管理方面還是起到了顯著的作用。

PS-6000后臺監控系統借助測控裝置、保護裝置以及其他IED設備搜集上送而來的數據進行處理分析，從而實現對變電站的運行的監控。變電站值班人員在監控室內，就能夠從CRT屏幕上直觀地監控運行的實時情況與歷史情況。

倘若值班人員想要知道110kV站或各個子站點中運行設備更為詳盡的情況，系統還設定有專門單個設備參數的顯示。能夠依采取定位的方式在主界面或則各個分界面進入具體設備現實界面。具體設備參數顯示界面清楚的顯示出當前設備的狀態，同時能夠借助波形記錄查看一天之內的三相電壓、三相電流和有功功率等電力參數，以便于用戶針對突發故障進行查找。能夠查看設備運行曲線圖與電壓棒圖。

在變電站運行情況的監視中報表，起到很重要的作用。各類報表生成和管理師電廠和變電站等在生產過程中的重要資料，報表能夠顯示出所有設備的運行工況，這就有助于全面、準確和及時的掌握這一情況，給安全生產與運行分析提供充足的依據。某110kV變電站綜合自動化系統借助了報表設計器來滿足用戶的要求，將一些常用的報表，諸如事故、測量、計量報表，分時報表、班報表、日報表、月報表、年報表等設計成為常用報表模板儲存于本地數據庫中，倘若有需要就能夠進入生成報表。變電站值班人員能夠隨時查看報表中各個整點時段的參數，包括母線電壓，有功功率、線路電流、無功功率，有功功率、各側電流、無功功率、主變壓器溫度等，與此同時還可以將報表打印輸出，給生產運行提供有效的分析數據支撐。

三、結

論

當前國內最為常見的、使用數量最多的高電壓變電站即為110kV變電站，而繼電保護裝置則成為電力系統的一個重要的構成成分。數字化變電站一次設備與二次設備的智能化、二次接線設計和變電站繼電保護配置的簡化成為大勢所趨，繼電保護應當思考怎樣順應這種變化，從而盡快實現較為合理的保護配置。

此論文的研究屬于某變電站110kV變電所設計，運用所學到的理論知識，通過對原始資料的分析和短路計算，掌握變電所的電氣主接線方案的選擇，主要電氣設備的選型。主變壓器臺數、容量及型號的選擇，以及各種保護的確定等。確定最終該發電廠電氣主接線方案，完成對變電所的初步設計。站在數字化變電站的角度，詳盡的闡述了數字化變電站對繼電保護的影響；通過比較和總結，得出常規保護配置方案與系統保護配置方案這兩種繼電保護配置方案的優缺點。指出常規保護配置