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摘要：随着电力工业的发展，我国使用的变电站分为通用变电站和数字变电站。体现在变电站综合资源采集的重复操作，系统多次重复叠加，设计和调节工作复杂，标准型式相对较差。
关键词：110kV智能变电站;继电保护;设计;应用
引言
智能变电站具有有效进行能量平衡转变、分布式控制以及用户交互式体验等功能，因其具有智能、高效、节能、环保等特点而逐步得到广泛应用。继电保护系统是110kV智能变电站的重要组成部分，在变电站相关电气设施发生故障或是运行状态不正常的情况下，继电保护系统能够针对这些问题的发生做出快速反应，保障其他无故障电气设施的正常运转，并控制断路器切断有故障的电气设施，将电气设施的故障影响范围降到最低程度，从而有效地保证智能变电站的安全高效运行。因此，对110kV智能变电站继电保护系统进行合理设计具有重要的研究意义和实用价值。
1继电保护系统设计原则
1.1继电保护系统整体功能要求
继电保护系统必须与110kV智能变电站主接线及整体电网架构相适宜配套，因此在对继电保护系统进行设计时必须遵循以下原则：（1）基于电气设施故障特点配置继电保护系统。根据110kV智能变电站的网络化特征，继电保护系统也必须具备这一特点，能够实时采集电气设施的相关数据并对其运行状态进行监控，再根据所搜集的数据和监控的运行状态来判断所发生故障的电气设施及其位置，进而对故障情况进行迅速处置。（2）基于继电保护对象的电压和重要等级进行设计。针对智能变电站中电压等级在110kV以上的线路，需要继电保护系统同时具有主保护和备用保护相结合的功能。通过主保护设备可实现无延时跳闸，对故障部分迅速切断，由继电保护系统对电压等级较低的线路实现后备保护功能。除此之外，当所发生故障部分的继电保护装置不能正常运行时，其相邻的继电保护装置可实现延时跳闸，对该故障部分进行切断。（3）基于变电站的正常运行需求简化系统二次回路。继电保护装置和二次系统是整个继电保护系统的重要组成部分，二次回路具有保证继电保护装置正确进行保护动作的功能，同变电站安全生产息息相关。若继电保护系统的二次回路十分复杂，则继电保护装置将不能够及时对故障部分进行检测并作出相应保护，因此在满足变电站正常运行需求的基础上，尽量简化系统二次回路的接线。（4）避免相邻电气设施保护出现死区。需要通过合理配置电流互感器绕组和继电保护装置等手段，以避免变电站中相邻电气设施继电保护死区情况的发生。
1.2继电保护系统输电线路要求
变电站输电线路通常要翻山越岭穿越各种不同的复杂环境，输电线路也是最易发生故障的部分。根据输电线路故障原因，可将输电线路故障划分成单相接地、两相接地、三相故障和相间故障等4种不同类型，不同电压等级变电站的输电线路对于继电保护的要求也不尽相同。在变电站的电压等级小于等于35kV情况下，输电线路的形式为不接地，对于输电线路的保护可以采用阶段过流保护形式。在智能变电站的电压等级为110kV的情况下，对于输电线路的保护必须采用阶段相间结合接地距离的保护形式或者阶段相过流结合零序保护的形式。
1.3继电保护系统变压器要求
变电站中最核心的设施是变压器，若变压器发生故障则变电站的电力系统将无法运转。针对变压器的特点，其保护装置必须具备高灵敏、快响应以及安全性好、可靠性高等特点。变压器继电保护包括主保护和后备保护两个部分，其中主保护必须具备差动、电流速断的保护功能，而后备保护必须具备过压、过流、过负荷、零序电流和非电量的保护功能。
1.4继电保护系统母线要求
变电站的母线和母线绝缘子因安装年久绝缘老化、污秽严重，加之雷击、人为等因素，都会引起变电站
2110kV智能变电站继电保护运营期间产生的问题
（1）保护设备之中的光纤。110kV智能变电站继电保护的设备之中，由于光纤本身存在不稳定性或是质量方面存在问题，可能导致继电保护系统于实际运行期间保护装置方面可能产生问题，例如于保护装置同智能终端设备之间，光纤一旦受损，便会导致继电保护装置不能达到预期效果，且用以保护设备内的GOOSE以及SV插件也会受到损害，进而导致继电保护失去预期的效果。（2）合并单元同智能终端之间终端干扰保护设备。110kV智能变电站继电保护设备之中，合并单元同智能终端针对保护设备并非是仅有一个，若是某一线路出现合并单元故障，便会导致保护装置不再参与电力系统的正常运营，可能会出现大规模电力系统继电保护设备失去应有效果的现象。（3）设备老化且系统未更新。智能变电站继电保护运行以及维护期间，必须针对部分硬件设备予以合理的更新以及更换，电力企业必须针对室外的设备予以合理的保护，并定期予以维修。究其原因在于智能变电站继电保护设备实际运行过程中，因为设备运行时长较长，针对新智能电网需求并不相符，必须针对设备予以系统化的升级，并使用新的CPU硬件予以替换。不仅如此，放置于室外的设备，一般并没有为其设计保护装置。但因为长期处于自然环境之中，可能受到自然环境，包括强风、降雨等的影响，导致设备产生一定锈蚀或是积尘的问题，导致设备老化速度加快，進而令设备应用时长缩减，使得设备正常应用受到一定程度负面影响。
3继电保护系统各线路方案
3.1110kV高压侧线路保护
110kV高压侧线路保护综合了数据采集、故障监测、保护跳闸等速动保护功能，并且各条线路都具有独自一面屏。此外，将具备单相、三相、综合和特殊重合闸保护功能的装置也安装到110kV高压侧线路中。保护设备利用SV网络进行数据采集工作，并且数据信息可实现点对点传输功能;利用GOOSE通信网络可实现跨间隔信息传输，在各条回路都配备1台合并单元并具有智能终端的综合保护设备，将其安装在本间隔所配置的就地智能控制柜中。
3.235kV中压侧和10kV低压侧线路保护
35kV中压侧和10kV低压侧线路保护安装集成了保护功能、测控功能、计量功能、录波功能的综合保护设备，能够完成故障监测、选相速动保护以及重合闸、三段过流、小电流接地保护等工作。保护设备利用SV网络进行数据采集工作，利用GOOSE通信网络可实现跨间隔信息传输。35kV中压侧和10kV低压侧保护设计与110kV高压侧线路保护设计相同。
3.3故障录波与分析处理综合系统
该系统由故障录波单元、数据记录单元、MMS网报文单元和分析处理主机构成，利用过程层通信网络系统实现SV网络采集数据和GOOSE网络采集数据的传递，采用单独组网的形式，配备采样数据接口以实现采样数据录波传输功能。
结语
随着科技进步和智能化技术的日臻完善，智能变电站也逐步发展并因其经济技术优势而得到广泛应用。继电保护系统是110kV智能变电站的重要组成部分，关系到智能变电站能否正常运行。根据110kV智能变电站具体特点进行继电保护系统的设计，对于智能变电站实现安全高效运行具有重要的研究意义和实用价值。
参考文献：
[1]郑兴超，沈晓玲.基于110KV智能变电站继电保护中常见问题的分析探讨[J].科技传播，2019（20）：108，110.
[2]邵庆祝，赵创业，谢民，等.220kV智能变电站母线扩建继电保护改造方案研究[J].电工电气，2020（12）：37-41.
[3]曹楠，李刚，王冬青.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].电力系统护与控制，2019，39（5）：63-68.
关键词：110kV智能变电站;继电保护;设计;应用
引言
智能变电站具有有效进行能量平衡转变、分布式控制以及用户交互式体验等功能，因其具有智能、高效、节能、环保等特点而逐步得到广泛应用。继电保护系统是110kV智能变电站的重要组成部分，在变电站相关电气设施发生故障或是运行状态不正常的情况下，继电保护系统能够针对这些问题的发生做出快速反应，保障其他无故障电气设施的正常运转，并控制断路器切断有故障的电气设施，将电气设施的故障影响范围降到最低程度，从而有效地保证智能变电站的安全高效运行。因此，对110kV智能变电站继电保护系统进行合理设计具有重要的研究意义和实用价值。
1继电保护系统设计原则
1.1继电保护系统整体功能要求
继电保护系统必须与110kV智能变电站主接线及整体电网架构相适宜配套，因此在对继电保护系统进行设计时必须遵循以下原则：（1）基于电气设施故障特点配置继电保护系统。根据110kV智能变电站的网络化特征，继电保护系统也必须具备这一特点，能够实时采集电气设施的相关数据并对其运行状态进行监控，再根据所搜集的数据和监控的运行状态来判断所发生故障的电气设施及其位置，进而对故障情况进行迅速处置。（2）基于继电保护对象的电压和重要等级进行设计。针对智能变电站中电压等级在110kV以上的线路，需要继电保护系统同时具有主保护和备用保护相结合的功能。通过主保护设备可实现无延时跳闸，对故障部分迅速切断，由继电保护系统对电压等级较低的线路实现后备保护功能。除此之外，当所发生故障部分的继电保护装置不能正常运行时，其相邻的继电保护装置可实现延时跳闸，对该故障部分进行切断。（3）基于变电站的正常运行需求简化系统二次回路。继电保护装置和二次系统是整个继电保护系统的重要组成部分，二次回路具有保证继电保护装置正确进行保护动作的功能，同变电站安全生产息息相关。若继电保护系统的二次回路十分复杂，则继电保护装置将不能够及时对故障部分进行检测并作出相应保护，因此在满足变电站正常运行需求的基础上，尽量简化系统二次回路的接线。（4）避免相邻电气设施保护出现死区。需要通过合理配置电流互感器绕组和继电保护装置等手段，以避免变电站中相邻电气设施继电保护死区情况的发生。
1.2继电保护系统输电线路要求
变电站输电线路通常要翻山越岭穿越各种不同的复杂环境，输电线路也是最易发生故障的部分。根据输电线路故障原因，可将输电线路故障划分成单相接地、两相接地、三相故障和相间故障等4种不同类型，不同电压等级变电站的输电线路对于继电保护的要求也不尽相同。在变电站的电压等级小于等于35kV情况下，输电线路的形式为不接地，对于输电线路的保护可以采用阶段过流保护形式。在智能变电站的电压等级为110kV的情况下，对于输电线路的保护必须采用阶段相间结合接地距离的保护形式或者阶段相过流结合零序保护的形式。
1.3继电保护系统变压器要求
变电站中最核心的设施是变压器，若变压器发生故障则变电站的电力系统将无法运转。针对变压器的特点，其保护装置必须具备高灵敏、快响应以及安全性好、可靠性高等特点。变压器继电保护包括主保护和后备保护两个部分，其中主保护必须具备差动、电流速断的保护功能，而后备保护必须具备过压、过流、过负荷、零序电流和非电量的保护功能。
1.4继电保护系统母线要求
变电站的母线和母线绝缘子因安装年久绝缘老化、污秽严重，加之雷击、人为等因素，都会引起变电站
2110kV智能变电站继电保护运营期间产生的问题
（1）保护设备之中的光纤。110kV智能变电站继电保护的设备之中，由于光纤本身存在不稳定性或是质量方面存在问题，可能导致继电保护系统于实际运行期间保护装置方面可能产生问题，例如于保护装置同智能终端设备之间，光纤一旦受损，便会导致继电保护装置不能达到预期效果，且用以保护设备内的GOOSE以及SV插件也会受到损害，进而导致继电保护失去预期的效果。（2）合并单元同智能终端之间终端干扰保护设备。110kV智能变电站继电保护设备之中，合并单元同智能终端针对保护设备并非是仅有一个，若是某一线路出现合并单元故障，便会导致保护装置不再参与电力系统的正常运营，可能会出现大规模电力系统继电保护设备失去应有效果的现象。（3）设备老化且系统未更新。智能变电站继电保护运行以及维护期间，必须针对部分硬件设备予以合理的更新以及更换，电力企业必须针对室外的设备予以合理的保护，并定期予以维修。究其原因在于智能变电站继电保护设备实际运行过程中，因为设备运行时长较长，针对新智能电网需求并不相符，必须针对设备予以系统化的升级，并使用新的CPU硬件予以替换。不仅如此，放置于室外的设备，一般并没有为其设计保护装置。但因为长期处于自然环境之中，可能受到自然环境，包括强风、降雨等的影响，导致设备产生一定锈蚀或是积尘的问题，导致设备老化速度加快，進而令设备应用时长缩减，使得设备正常应用受到一定程度负面影响。
3继电保护系统各线路方案
3.1110kV高压侧线路保护
110kV高压侧线路保护综合了数据采集、故障监测、保护跳闸等速动保护功能，并且各条线路都具有独自一面屏。此外，将具备单相、三相、综合和特殊重合闸保护功能的装置也安装到110kV高压侧线路中。保护设备利用SV网络进行数据采集工作，并且数据信息可实现点对点传输功能;利用GOOSE通信网络可实现跨间隔信息传输，在各条回路都配备1台合并单元并具有智能终端的综合保护设备，将其安装在本间隔所配置的就地智能控制柜中。
3.235kV中压侧和10kV低压侧线路保护
35kV中压侧和10kV低压侧线路保护安装集成了保护功能、测控功能、计量功能、录波功能的综合保护设备，能够完成故障监测、选相速动保护以及重合闸、三段过流、小电流接地保护等工作。保护设备利用SV网络进行数据采集工作，利用GOOSE通信网络可实现跨间隔信息传输。35kV中压侧和10kV低压侧保护设计与110kV高压侧线路保护设计相同。
3.3故障录波与分析处理综合系统
该系统由故障录波单元、数据记录单元、MMS网报文单元和分析处理主机构成，利用过程层通信网络系统实现SV网络采集数据和GOOSE网络采集数据的传递，采用单独组网的形式，配备采样数据接口以实现采样数据录波传输功能。
结语
随着科技进步和智能化技术的日臻完善，智能变电站也逐步发展并因其经济技术优势而得到广泛应用。继电保护系统是110kV智能变电站的重要组成部分，关系到智能变电站能否正常运行。根据110kV智能变电站具体特点进行继电保护系统的设计，对于智能变电站实现安全高效运行具有重要的研究意义和实用价值。
参考文献：
[1]郑兴超，沈晓玲.基于110KV智能变电站继电保护中常见问题的分析探讨[J].科技传播，2019（20）：108，110.
[2]邵庆祝，赵创业，谢民，等.220kV智能变电站母线扩建继电保护改造方案研究[J].电工电气，2020（12）：37-41.
[3]曹楠，李刚，王冬青.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].电力系统护与控制，2019，39（5）：63-68.