智能變電站繼電保護配置問題探討

任亮

摘 要：近年來，國家加快了智能電網的建設工作，數字化智能變電站成為當前變電站發展的主要趨勢，而且智能變電站的建設過程中，繼電保護設備成為其重要組成部分，所以為了更好的確保智能變電站的可靠性和速動性，則需要對智能變電站內部的繼電保護系統進行統一的規范和配置。

關鍵詞：智能化變電站；繼電保護配置；運行維護

1 智能變電站的繼電保護配置機構

智能變電站其是在一次自動化設備的基礎上與二次網絡化設備有效結合，在通信規范下，確保了信息的共享性和交互性，而且在現代化變電站中，繼電保護和數據庫管理功能也是其中極為重要的內容。通常在智能變電站內其配置機構會為現場間斷層裝置、中間網絡通信層和后臺的操作層三個層次。

1.1 過程層。過程層主要是利用快速跳閘裝置來實現對斷電保護，其以交換機作為其核心設備，同時由合并單元、智能終端和接口設備所構成。過程層運行過程中通過實時監控電氣量，并將信息利用交換機以網絡方式進行有效傳遞。另外還對運行狀態下的變壓器、隔離開關及斷路器等設備的狀態參數進行檢測。最后則需要對執行和驅動進行損傷控制。

1.2 間隔層。間隔層具有承上啟下的功能，間隔間的存在，有效的實現了保護和控制設備的作用，而且對于間隔層數據的實時采集和命令發生的優先級別進行控制，還可以對同期以及其他控制功能進行保護，實現了通信功能的承上啟下的作用。

1.3 控制層。控制層發揮著非常重要的作用，其主要由主機、運動裝置和規約轉換器等組成，實現對全站數據信息的匯總功能，同時還時刻對數據庫信息更新，將收集到信息進行傳遞，傳遞到監控中心的信息再接受指令，然后向間隔層和過程層傳遞。同時還要根據控制層在運行方式上的不同，來將預先制定好的整定方案在系統出現意外情況時及時切換到預定的整定方案定值區內。

智能變電站在進行保護裝置的配置時與傳統的配置方法并沒有多大的不同，特別是對主變、線路及母線等保護的配置與常規互感器并沒有什么根本上的區別，其只是將插件更換為數據采集光纖接口，這樣保護裝置的交流量直接輸入到光纖接口插件上，然后利用以太網進行統一傳輸和采樣值。

2 智能變電站的運行情況和繼電保護配置

2.1 智能變電站的運行情況

智能變電站內，要想保證供電系統處于正常的運行狀態，則需要確保其系統中的線路及設備都處于規定的狀態及規范標準要求下進行運行。

當供電系統中線路或是設備出現損壞時，會導致其無法進行正常的工作，使系統處于故障狀態，影響系統的安全運行，而且供電系統在故障狀態下進行運行極易導致事故的更加嚴重化，帶來較大的經濟損失。

當供電系統在運行過程中，無法按照正常的方式進行運行，但系統還沒有處于故障運行的狀態，在這種情況下，供電系統在運行時繼電保護裝置則會發出信號，同時還會在故障發生前對異常運行的設備進行有效的保護處理，有效的減少設備損壞情況的發生，避免事故的擴大。

在智能變電站內，繼電保護裝置可以有效的實現對事故范圍的有效控制，同時還能夠及時對事故發出預報，確保電力系統運行的安全性和可靠性，所以確保智能變電站內繼電保護裝置的科學合理配置，是保證變電站安全運行的基礎。

2.2 智能變電站繼電保護配置

智能變電站的發展，有效的帶動了繼電保護的進步，使其保護模式從傳統的模擬式發展成數字式，而且利用一次智能設備和二次網絡設備，充分的實現了智能變電站內電氣設備信息的共享及操作的交互性。由于在智能變電站的結構中，對于分層配置的繼電保護，由于其變壓器保護和線路保護都處于過程層內，所以可以直接對數據信息和采樣進行獲取，避免了再通過交換機來進行，而對于間隔層中的母線保護配置，則需要通過交換機來進行數據信息的獲得，而后臺控制層中進行站域保護管理單元的配置。

站域保護管理單元監控計算機間隔層交換機間隔層數據采集系統母線保護過程層交換機監控裝置線路和變壓器保護合并單元MU智能操作箱后臺控制層間斷層過程層。

在分層配置方案里，主設備的保護，例如線路保護、變壓器保護等，不需要一覽間隔信息，就可以和MU智能操作箱直接對信息進行交流，并且網絡信息癱瘓，也不會對其產生影響，其可以進行脫機交換。那么在智能變電站中對其保護性能進行了實現，對傳統繼電保護中人們對網絡安全的擔心進行了消除。

在這一方案中，在其后臺控制中對集中控制以及決策進行了實行，那么變電站中的線路負荷保護、電源備自投以及線路重合閘等設備也均可以統一進行監控以及保護。這些裝置可以通過后備保護進行整體的配合，使原來分散到變壓器、母線、線路等得保護的重復裝置進行整合得以簡化，提高了變電站運行的效率。很好解決傳統中對設備保護動作時間過長、故障切除范圍較大的問題。

自適應去調整保護定值和保護范圍，避免變電站直流系統接地引發繼電保護錯誤跳閘。傳統中保護定值由運行人員切換定區域，智能邊站可以根據實際運行情況調整保護定值，也可以由人工來進行定值調整，實際運行情況的考慮涉及到線路保護，旁路運行方式等。站內繼電保護的測試涉及到光纖以太網性能測試，跨間隔數據同步測試等。由于繼電保護裝置的介質是光纖，采用的是光數字電壓和電流信號的輸入方式，所以跨間隔數據同步性測試十分必要。

3 智能變電站繼電保護配置實施的保護

3.1 電壓限定延時的過電流保護

智能變電站內的電力系統在運行過程中，由于外部短路則極易導致過負荷電流的出現，這種情況出現時，過負荷電流和正常電流可能不存在較大的差別，但一旦當外部發生故障時，則會導致跳閘現象發生，而當過負荷故障時，則會保護裝置則會發出動作信號。所以為了有效的避免這種情況的發生，則需要利用低電壓元件配置到電流保護當中，從而實現過電流保護。

3.2 變壓器保護配置

變壓器保護裝置主要采用分布式裝置，實現差動保護功能，變壓器后備保護主要采用集中式配置方式實現保護，而對于非電量保護裝置主要采用獨立式安裝方式，具體安裝方式主要是通過電纜直接引入斷路器跳閘，然后跳閘命令通過電纜線引入GOOSE和采樣的網絡上，其中2/3主接線變壓器的配置方式。

3.3 線路保護

在電力系統中的線路保護配置主要是以縱聯差動作為主保護系統，后備保護裝置主要是集中式保護裝置中。對于單斷路器方式的主接線以及線路保護裝置通過主保護系統的對側線路保護和光纖通信口保護裝置通信，以能夠達到實現縱聯保護的作用。

4 結束語

智能電網的不斷建設，使智能變電站得以快速發展起來，這就對繼電保護的發展提出了更高的要求。所以在智能變電站建設過程中，需要充分的發揮繼電保護的作用，利用各種新技術和新設備，將其應用到繼電保護系統中來，實現故障的快速切除，使后備保護動作時間長的問題得到有效解決。而且隨著科技水平的不斷提高，智能繼電保護系統也會更加完善，在智能變電站中發揮最大的作用。

參考文獻

[1]周偉，柯方超.220kV智能變電站與常規變電站繼電保護調試研究與分析[J].湖北電力，2012，36（05）：689-690.

[2]宋康，袁珂俊，任振興，等.數字化智能變電站遠動雙測控實現方法[J].電力自動化設備，2012，32（07）：481-482.