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【摘 要】智能变电站是我国信息变革、智能化电网变革等一些改革工作中的基础一环，也是非常重要的一环，据以往的智能变电站建设经验来看，建立性能良好、网络全面的继电系统，是智能变电站建设的保证。
【关键词】110kV；智能变电站；可靠性
引言
随着经济的发展，智能化变电站逐渐地发展了起来，当前主要的变电站形式就出现了两种，常规式变电站和智能化变电站。常规式变电站的缺点很多，主要表现为建设投资资源多、调试复杂、系统交互性操作困难、标准规范不够完善等等。电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用，大大推进了我国变电站建设技术的前进。
一、智能变电站与传统变电站的比较
智能变电站最主要、最显著的技术特征就是一次设备智能化、二次设备网络化、运行管理系统自动化，具有符合IEC61850标准的通信网络。随着各种各样智能化技术的不断涌现，技术的发展使得传统变电站也发生了巨大的变化，具体表现为：（1）一次设备智能化。这点主要取决于两种设备，即数字互感器和智能断路器。传统的互感器无论是在绝缘性方面，体积、质量方面，还是在TV谐振或TA动态等方面，都与数字互感器有很大的差距。而智能断路器是由智能控制装置和电力电子技术构成的执行单元，它替代了常规、传统的机械结构作为辅助开关和辅助继电器，起到了非常重要的作用。（2）二次设备网络化。它主要采用的是三层网络结构，即过程层、站控层和间隔层。过程层又被称为设备层，它的操作应当支持顺序控制；站控层的功能高度集成，即可以在1台计算机或是嵌入式的装置中实现，也可以在多台计算机或是嵌入式装置中分布实现；间隔层通常是指继电保护装置和与测控装置等相关的二次设备。这些层面的功能都非常强大。与传统的变电站相比，智能变电站的通信网络是以IEC61850为标准的，无论是在规范、安装、设计、制造方面，还是运行维护等方面，都有很大的进步。与传统变电站相比，智能变电站极大地降低了作业成本。
二、110kV变电站智能化设计
1、智能变电站中智能蓄电保护系统的配置。110kV变电站中，继电保护的配置规划包括变电站供电层和过程层，其中，变电站中过程层可以独立地对变电站中所有的电力设备进行保护，并且过程层占主导地位。如智能变电中，继电装置则安置于智能设备内部，或者将合并装置、保护装置、测控装置等放置于智能设备附近的控制柜中，达到智能设备维护和运转更简便的目的。使用互联网进行统一的样本值以及Goose的传送。智能变电站中，站系统采用IEEE-1588来进行时间调对。采用这种方法的重要原因，是可以充分避免因为内部通讯线路跳闸、采样等等不可确定因素，而引发的继电保护失效现象。使用该种方法，网络数据就能在继电保护发生时得到更充分的保存，使损失数据减少，提高对数据的保护程度。
2、一次设备的智能化。（1）为应对实际需求，在 110kV 智能化变电站的主变压器侧采用电子式传感器，该传感器主要传输光纤信号，它能把磁光玻璃和光纤以胶结方式连接起来，减短了维护周期，加强了闭环控制得精准性，增加了控制的动态特性。 同时采用智能化断路器， 以智能控制模式代替了原有机械式的开关和继电器，提高了系统运行的可靠性。 一次侧其它设备可维持不变，不过一次接口要采用智能化终端，最终确保电力系统的安全稳定运行。
（2）110kV 供电系统中采用中置式真空开关柜，此配电装置的出线保护测控装置分散布置在各自的开关柜上，所以，只要把一个智能终端配置于主变低压侧就可以满足系统要求，避免了每一个出线柜都配置智能终端的缺陷。
3、二次设备的网络化
（1）站控层设备的网络化。 站控层设备管理的网络化是建立一个无人值守的站控监控室， 结合变电站的智能化设备，实现智能控制和管理的目的。 站控层设备为工作人员提供了友好的人机界面，以便控制管理间隔层和过程层的智能设备，同时实现设备功能。 站控层可以对整个智能化变电站进行实时监控，并实现变电站全部设备的网络化管理。
（2）间隔层设备的网络化。 变电站的间隔层主要由监测系统、计量系统、录波系统以及保护系统等组成。 间隔层在站控层的监控系统失效之后， 仍然能够独立监控本层的各项设备，需要设置专门的保护性检测和控制设备，安装于各个间隔层配置数字接口处，以便实现检测和管理间隔层设备的运行。 在间隔层各设备之间也采用变电站通用通讯协议，实现自我检测和自我描述的功能，即间隔层内部使用变电站通用协议来实现整个间隔层内部监控管理的作用。 而且间隔层还具备自分析数据功能，同时也向站控层传输数据信息。
（3）过程层设备的网络化。 过程层中的设备基本上都是一对一连接的，这个层面就相当于过渡结合面，不过过程层中的设备自身也具备自我检测和自我描述的能力。 过程层设备之间也采用变电站通用协议，这样设备可以实现独立扫描自检以及把单一设备采样信息共享给多个二次设备等功能。 变电站的保护装置能够实现与站控层智能终端通信，需经过总线端口进行一对一对接。 同时该通信系统可以确保设备故障时飞快的跳闸速度，通讯信号完全符合 GOOSE 服务要求的水平。
4、相关网络构架方案
网络构架方面的设计应当使用高速的以太网来实现，它的传输速率不能低于100Mb/s，而且还要保证所有的设备都有其专属的、相应的通信接口，规约应当支持IEC61850.从逻辑功能上看，整个网络的构架是由3个层面组成的，分别是站控层、过程层和间隔层。在设计站控层的网络拓扑时，采用的结构为单星型，它的交换设备采用的是常规的工业级工作组，从而构成站控层单以太网；过程层是由采样数据网和GOOSE网构成的，这两个结构在物理上呈现出相互独立的态势，其采用的拓扑结构与站控层类似，都应当是星型的。GOOSE控制网要符合IEC61850标准，并且要是工业级别的网络交换设备，这样才能构成针对主变的相关形式的控制网。另外，由上述规定型号构成的GOOSE控制网，它的工业级网络交换设备还必须要支持GOOSE技术。在保护双重化时，相应的设计内容要满足双重化配置的过程层网络，继而满足继电保护点对点直跳、直采，满足继电保护双重化的配置在两个过程层网络中完全独立的原则。
三、110kV智能变电站可靠性分析
分析110kV智能变电站的可靠性，主要从两个方面入手，即：设备的可靠性和系统工作性能的可靠性。首先分析设备的可靠性，因为110kV智能变电站的一次智能化设备采用的是智能化断路器，运用自动化控制及其应用技术，能够独立完成变电站各项数据的收集工作，为判断系统故障和及时解除隐患提供了基础条件和保障，减少了故障对系统运行可靠性的影响；且电子互感器的寿命长，基本能够满足变压器的使用周期，降低了维护、管理难度和成本，确保了变电站稳定可靠运行。然后分析系统工作性能的可靠性，主要考虑系统的网络结构，智能化变电站系统的站控层和过程层采用星型的网络拓扑结构，这样就把变电站与监控中心之间的通信线路分割开来，通信线路互不干扰，实时性效果良好，克服了一个线路出现故障从而影响其它线路通信的缺陷，完美地保证了系统工作的可靠性。
结束语
智能变电站是发电站发展的必经之路，对我国智能化电网的建设工作也有着十分重要的意义，而继电保护作为保证智能变电站良好运行的基础条件之一，如何构建优良的继电保护系统也是智能变电站改革过程中所遇到的重要问题。
参考文献：
[1]莫建平.110kV以上继电保护整定存在的问题及解决对策[J].技术与市场，2012，（05）：96.
[2]王忠良.110kV智能变电站设计及其可靠性研究[J].低碳世界，2014（5）：84～85.
【关键词】110kV；智能变电站；可靠性
引言
随着经济的发展，智能化变电站逐渐地发展了起来，当前主要的变电站形式就出现了两种，常规式变电站和智能化变电站。常规式变电站的缺点很多，主要表现为建设投资资源多、调试复杂、系统交互性操作困难、标准规范不够完善等等。电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用，大大推进了我国变电站建设技术的前进。
一、智能变电站与传统变电站的比较
智能变电站最主要、最显著的技术特征就是一次设备智能化、二次设备网络化、运行管理系统自动化，具有符合IEC61850标准的通信网络。随着各种各样智能化技术的不断涌现，技术的发展使得传统变电站也发生了巨大的变化，具体表现为：（1）一次设备智能化。这点主要取决于两种设备，即数字互感器和智能断路器。传统的互感器无论是在绝缘性方面，体积、质量方面，还是在TV谐振或TA动态等方面，都与数字互感器有很大的差距。而智能断路器是由智能控制装置和电力电子技术构成的执行单元，它替代了常规、传统的机械结构作为辅助开关和辅助继电器，起到了非常重要的作用。（2）二次设备网络化。它主要采用的是三层网络结构，即过程层、站控层和间隔层。过程层又被称为设备层，它的操作应当支持顺序控制；站控层的功能高度集成，即可以在1台计算机或是嵌入式的装置中实现，也可以在多台计算机或是嵌入式装置中分布实现；间隔层通常是指继电保护装置和与测控装置等相关的二次设备。这些层面的功能都非常强大。与传统的变电站相比，智能变电站的通信网络是以IEC61850为标准的，无论是在规范、安装、设计、制造方面，还是运行维护等方面，都有很大的进步。与传统变电站相比，智能变电站极大地降低了作业成本。
二、110kV变电站智能化设计
1、智能变电站中智能蓄电保护系统的配置。110kV变电站中，继电保护的配置规划包括变电站供电层和过程层，其中，变电站中过程层可以独立地对变电站中所有的电力设备进行保护，并且过程层占主导地位。如智能变电中，继电装置则安置于智能设备内部，或者将合并装置、保护装置、测控装置等放置于智能设备附近的控制柜中，达到智能设备维护和运转更简便的目的。使用互联网进行统一的样本值以及Goose的传送。智能变电站中，站系统采用IEEE-1588来进行时间调对。采用这种方法的重要原因，是可以充分避免因为内部通讯线路跳闸、采样等等不可确定因素，而引发的继电保护失效现象。使用该种方法，网络数据就能在继电保护发生时得到更充分的保存，使损失数据减少，提高对数据的保护程度。
2、一次设备的智能化。（1）为应对实际需求，在 110kV 智能化变电站的主变压器侧采用电子式传感器，该传感器主要传输光纤信号，它能把磁光玻璃和光纤以胶结方式连接起来，减短了维护周期，加强了闭环控制得精准性，增加了控制的动态特性。 同时采用智能化断路器， 以智能控制模式代替了原有机械式的开关和继电器，提高了系统运行的可靠性。 一次侧其它设备可维持不变，不过一次接口要采用智能化终端，最终确保电力系统的安全稳定运行。
（2）110kV 供电系统中采用中置式真空开关柜，此配电装置的出线保护测控装置分散布置在各自的开关柜上，所以，只要把一个智能终端配置于主变低压侧就可以满足系统要求，避免了每一个出线柜都配置智能终端的缺陷。
3、二次设备的网络化
（1）站控层设备的网络化。 站控层设备管理的网络化是建立一个无人值守的站控监控室， 结合变电站的智能化设备，实现智能控制和管理的目的。 站控层设备为工作人员提供了友好的人机界面，以便控制管理间隔层和过程层的智能设备，同时实现设备功能。 站控层可以对整个智能化变电站进行实时监控，并实现变电站全部设备的网络化管理。
（2）间隔层设备的网络化。 变电站的间隔层主要由监测系统、计量系统、录波系统以及保护系统等组成。 间隔层在站控层的监控系统失效之后， 仍然能够独立监控本层的各项设备，需要设置专门的保护性检测和控制设备，安装于各个间隔层配置数字接口处，以便实现检测和管理间隔层设备的运行。 在间隔层各设备之间也采用变电站通用通讯协议，实现自我检测和自我描述的功能，即间隔层内部使用变电站通用协议来实现整个间隔层内部监控管理的作用。 而且间隔层还具备自分析数据功能，同时也向站控层传输数据信息。
（3）过程层设备的网络化。 过程层中的设备基本上都是一对一连接的，这个层面就相当于过渡结合面，不过过程层中的设备自身也具备自我检测和自我描述的能力。 过程层设备之间也采用变电站通用协议，这样设备可以实现独立扫描自检以及把单一设备采样信息共享给多个二次设备等功能。 变电站的保护装置能够实现与站控层智能终端通信，需经过总线端口进行一对一对接。 同时该通信系统可以确保设备故障时飞快的跳闸速度，通讯信号完全符合 GOOSE 服务要求的水平。
4、相关网络构架方案
网络构架方面的设计应当使用高速的以太网来实现，它的传输速率不能低于100Mb/s，而且还要保证所有的设备都有其专属的、相应的通信接口，规约应当支持IEC61850.从逻辑功能上看，整个网络的构架是由3个层面组成的，分别是站控层、过程层和间隔层。在设计站控层的网络拓扑时，采用的结构为单星型，它的交换设备采用的是常规的工业级工作组，从而构成站控层单以太网；过程层是由采样数据网和GOOSE网构成的，这两个结构在物理上呈现出相互独立的态势，其采用的拓扑结构与站控层类似，都应当是星型的。GOOSE控制网要符合IEC61850标准，并且要是工业级别的网络交换设备，这样才能构成针对主变的相关形式的控制网。另外，由上述规定型号构成的GOOSE控制网，它的工业级网络交换设备还必须要支持GOOSE技术。在保护双重化时，相应的设计内容要满足双重化配置的过程层网络，继而满足继电保护点对点直跳、直采，满足继电保护双重化的配置在两个过程层网络中完全独立的原则。
三、110kV智能变电站可靠性分析
分析110kV智能变电站的可靠性，主要从两个方面入手，即：设备的可靠性和系统工作性能的可靠性。首先分析设备的可靠性，因为110kV智能变电站的一次智能化设备采用的是智能化断路器，运用自动化控制及其应用技术，能够独立完成变电站各项数据的收集工作，为判断系统故障和及时解除隐患提供了基础条件和保障，减少了故障对系统运行可靠性的影响；且电子互感器的寿命长，基本能够满足变压器的使用周期，降低了维护、管理难度和成本，确保了变电站稳定可靠运行。然后分析系统工作性能的可靠性，主要考虑系统的网络结构，智能化变电站系统的站控层和过程层采用星型的网络拓扑结构，这样就把变电站与监控中心之间的通信线路分割开来，通信线路互不干扰，实时性效果良好，克服了一个线路出现故障从而影响其它线路通信的缺陷，完美地保证了系统工作的可靠性。
结束语
智能变电站是发电站发展的必经之路，对我国智能化电网的建设工作也有着十分重要的意义，而继电保护作为保证智能变电站良好运行的基础条件之一，如何构建优良的继电保护系统也是智能变电站改革过程中所遇到的重要问题。
参考文献：
[1]莫建平.110kV以上继电保护整定存在的问题及解决对策[J].技术与市场，2012，（05）：96.
[2]王忠良.110kV智能变电站设计及其可靠性研究[J].低碳世界，2014（5）：84～85.