110kV智能综合变电站保护与监控系统概述

李洁　武鑫

摘 要：变电站是电力系统关键的部分，承担调整电压、变换电压等级、汇集电流、控制电能流向等功能。智能变电站的运用旨在提升变电站安全、促进可靠运行，主要应用技术是基于微电子技术、信息技术、计算机技术等。随着电子式互感器，智能高压设备、高速网络通信技术等的发展，能够为变电站提供更可靠、高效、稳定、开放的智能变电站系统。

关键词：变电站；设备选型；继电保护；远动技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.176

1 智能变电站的概念

智能变电站是一种新型变电站，其应用了现代计算机技术、通信和信息处理技术、现代远动技术、现代微电子技术等先进技术，使变电站的二次设备实现功能重组优化，以更好的实现对变电站一次设备的运行状态进行测量、监控、控制和调配。智能变电站的主要任务是，完成对站内设备的信息共享，让各设备之间完成信息交换和数据分享，从而对变电站形成监视和控制。智能变电站的出现，取代了传统变电站的二次设备，同时也简化了传统变电站的二次接线。智能变电站的推广和应用是提高现代变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要措施。

2 智能变电站的作用与功能

智能变电站的主要特点是，把一些计算机及通信领域的前沿成果，引入应用提升效能，比如計算机技术，数据通讯，信息共享等。其特点一是电压等级较低的变电站采用智能系统，这样就可以实现无人值班，达到减人增效的目的；二是对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，控制方式必须是最先进的，这样可以协调各专业的优势，克服技术分散、自成体系、重复投资等对运行可靠性有潜在影响的因素。

变电站的规模随着时代发展越来越扩大，同时它的结构、运行方式、继电保护系统和通讯系统也日趋复杂。本着提高电力系统安全和经济运行的宗旨，同时为了保证供电质量，必须时刻监视变电站相关设备各部分的频率和电压，并通过各种控制调节装置自动或手动调节有功功率和无功功率电源，或者改变网络结构和切换负荷。大型变电站运行的安全性已被认为是运行中的头等重要问题，因为在电力系统中只要有一处出现故障，都将对整个电力系统有不同程度的影响，特别是在重要的发电厂、变电站或主要输电线路上发生故障。为了能更有效的监视控制变电站的运行以及应对一些异常情况或事故，在早期人们就已对变电站的远程监视引起了重视，并逐步形成了变电站的调度控制中心。

3 智能变电站中通信技术的运用

近些年来，无论是通信技术还是远动技术，都得到了空前的发展，这也让电力系统时对运行状态等实时信息的掌握和直接进行调度控制成为可能。装设在发电厂各变电所的远动装置把断路器状态、母线电压、线路中的潮流等信息连续地、经常地、周期性地送往调度控制中心，以便电力系统调度人员根据这些信息掌握整个电力系统运行的状况，从而及时调整电力系统的运行方式，处理所发生的事故。

运行人员在以前需要人工记录电力系统运行的状态参数，再以此为依据进行分析判断决策，而现在运行人员可以通过最新的调度自动化系统更高效的完成这些工作。智能变电站可以收集变电站及其主要线路上反映系统运行状态的实时信息，对其加以识别和处理之后用于分析、统计制表、超限报警和安全监视等。变电站运行人员在制定短期运行计划（通常几小时到几个月之间）时，需要考虑资源的可利用程度、负载测算、系统功率互换、网络结构等，使变电站在保证供电质量及系统稳定的前提下把运行费用降到尽可能低的水平。制定和执行短时运行计划，使电力系统做到经济运行。进行发电控制以保持系统的频率，维持电压水平稳定以保证供电质量。

4 智能变电站保护与监控技术的综合运用

智能变电站可以实现对电力系统安全性等级做技术分析和自动决策，在紧急情况下进行安全控制，防止事故的进一步扩大，在故障消除时执行恢复控制，电力系统又可以回到正常运行状态。下面对智能变电站的主要功能模块进行简单的罗列。智能变电站是变电站发展的一个新的方向，综合了计算机技术、继电保护技术、通信技术、微电子技术等对变电站的运行进行实时监控。智能变电站的应用，可以使电力系统的故障率降低，提高供电配电质量，降低系统运行产生的成本。站控层包括自动化站级监控系统、站域控制、对时系统和通信系统等，可以完成对整个智能变电站的监控、报警和数据传输等相关功能。站控层的功能集中程度越高越好，如可在嵌入式设备或计算机实现，一台和多台均可。

智能变电站的发展，可使电力系统调度有更高的灵活性，利用远动技术使电网调度更加快速高效的获得变电站运行的实时信息，更加全面的掌握变电站的实时运行状态，及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理，同时可使工作人员减少误操作。在变电站智能化系统建设中，要时刻留意计算机技术和电子技术的发展，将其最新成果引入智能变电站的功能提升和完善中。

5 总结

新型智能变电站具有效率大幅提升、可靠性高、需要的运行人员少、维护难度低等优点，智能变电站的日渐普及应用是电力系统自动化、信息化的必然趋势。新技术的不断发展，对智能变电站综合性能的提升起到推波助澜的作用，变电站通信智能化也将是智能变电站未来的一个主要课题。

运行信息的即时性是到智能变电站安全高效运行的重要条件，所以监控系统必须能够将所有设备运行的模拟量纳入监控。智能变电站各功能单元都为低电平的弱电系统，它们的运行环境存在强磁场和强电场干扰，这也是目前智能变电站需要解决提升的一个重要课题。可见提高智能变电站的抗电磁干扰能力，将会是今后智能变电站在综合技术和可靠性提升的主要方向之一。

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