基于智能變電站的繼電保護分析

李 河

（廣西電網有限責任公司桂林供電局，廣西 桂林 541002）

0 引言

隨著我國電網建設技術的不斷進步，為了解決傳統變電站在信息操作等方面的缺點，已經實現了智能變電站在電網建設中的投入。特別是近年來倡導節能環保為主要發展方向的理念傳播開來，智能變電站的重要技術已經成為發展電網建設不可取代的部分，也是實現可持續發展的重要技術。

1 智能變電站的特點

智能變電站是智能電網的重要基礎，它統一協調的發揮作用，對于智能變電站她主要有智能設備和智能高級應用兩個部分組成。其中智能設備是基礎也是更要組成部分，它主要是通過一次設備與智能組件的有效結合，智能組件主要包括預測控制裝置、安全裝置、控制安全裝置、狀態監測裝置、智能終端，通過這幾個組件的結合，幫助一次設備更好的運行，所以智能組件也被成為第二次設備。智能變電站不僅可以有效的施舍預測和保護，還能進行計量和互動，在原來的基礎上施舍全面自動化。對于智能變電站，智能組件發揮了重要的作用。因為其特有的方式和信息量，自動化表現在，數據不是像以前只作為傳輸，現在在傳輸的基礎上更好的分析，然后傳到電網調度機構中，主要是通過自動化平臺以及自動化系統中高級應用模塊進行對數據的剖析，進行智能的控制，決策，最后發出警告的信號。在這一分析過程中，可以通過對變壓器的檢測發現其中存在的安全隱患和不符合參數的信息，當出現這一系問題時，設備將自己發出警報信息。通過設備信息數字字化、標準共享化、通信平臺網絡化。有了這些強大的功能外，它還具備集成化、結構緊湊化、狀態可視化等顯著技術特征，可以更好的擴展、升級、維護，甚至可以更高形式和性能上進行改造。智能變電站是發展的產物，隨著科學技術的進步，將更加廣泛的應用在電力中。

智能變電站主要有自愈性、兼容性、高效性、安全性、這些特點。其中自愈性包括關于電網監控系統能夠預測并及時應對系統問題以避免或減少故障失電和電壓不穩等電力供應質量的一些問題，這是智能變電站的一個重要的特點。兼容性即電站可以通過控制分散的電源，達到合流的效應，通過信息技術平臺和界面將用戶連接到電池，由風轉化的電能上，這是智能變電站的一個表現形式。電網將達到更優化的輸配量比，從而減少電力成本。電網的升級將提高輸電網的輸送能力，使輸送容量最優化，減少損耗，使最低成本發電的電源得到最高利用率。同時可以更好地協調電力輸送與當地負荷的匹配、地區間能源流動與通信傳輸量之間的關系。這就是智能變電站的高效性的表現。最主要的是安全性，電站可以在自然狀態與計算機監控兩者之間進行安全運行，新技術的應用和新設備的配置能夠更好地識別和應對人為破壞及自然侵害。這樣將電站更人性化的應用。

2 智能變電站繼電保護的問題

（1）智能變電站中的主要保護是電流速斷保護，電流速斷保護是在最大運行方式情況下利用系統線路的末端三相短路電流來進行整理規定的，但是由于其靈敏度大于1.2，因此要把動作電流值取得較小一點，特殊情況下比如是在線路較長，配電變壓器較多時，即系統阻抗能力比較大的時候，動作點就要取更小的數值。如果在整定時不考慮給電流速斷保護帶來的影響，那么配電變壓器投入時所產生的勵磁涌流的起始值就會元超過無時限速斷保護定值，進而造成系統故障后恢復送電時發生開關合上或運行過程中頻繁跳閘的情況。

（2）隨著電力系統的不斷發展，其規模的在不斷的擴大，因此智能變電站電力系統中的短路電流也會隨著發生變化，如果變電出口處或者是配電出口處發生短路，那么短路電流就會變大，甚至會達到普通額定電流的幾百倍。在正常情況下，短路電流倍數越大，那么就會造成誤差較大的電流互感器變比，進而就可能使靈敏度低的電流速斷保護拒絕操作命令。

（3）二次回路問題，繼電保護涉及到的二次回路數量較多、接線復雜，常常是故障頻發環節。設備檢驗時，通常會注重檢查設備本體，忽視對二次回路接線檢查，所以運行中會出現二次回路接線故障。比如開口三角N 與L、PT 切換時失去了零序電壓，造成回路不暢通等。

3 智能變電站繼電保護體系構建以及注意事項

3.1 “三層兩網”架構

所謂“三層兩網”是的是站控層、間隔層、過程層三層，這三層構成了站控層網絡和過程層網絡。智能變電站中的繼電保護站控層網絡實現了數據采集、修改、傳輸等，過程層網絡實現了開關、閉鎖等信息采集，并以把這些信號傳輸到微機處理。“三層兩網”是智能電站繼電保護的基本構建，是繼電保護實效性的重要性能。

3.2 繼電保護的系統建模

繼電保護的系統建模是建立在完整的IEC61850 協議上的，IEC61850 協議的出現實現了信息模型的構建，并確立了部分信息交換規則。在系統建模方面，IEC61850 協議以繼電保護的功能為分類，分出多個邏輯設備和邏輯節點，包括開關跳閘、保護采樣等節點。與此同時，IEC61850 協議還按照通信類型進行特定映射，并對數據進行覆蓋式保護，拓展了數據類的方法。IEC61850 協議是構建繼電保護體系的必要成份，也是國際統一的協議，因此人們應當加大對IEC61850 協議的數據保護，必須建立完善數據傳輸防火墻，提高網絡數據保護指數。

3.3 構建數據幀傳輸

智能變電站繼電保護技術在保護裝置上擯棄了傳統的專門采樣、命令信號通道，使信號傳輸具有網絡性。傳統的繼電保護技術在處理速率以及通道固定等方面不具備動態性，相比智能繼電保護技術較為固定。而智能變電站繼電保護技術實現了高速的數據采樣、多控件信息獲取，并實現了高速的網絡交換和人機交換。當然，實現數據幀的傳輸必須建立在“三層兩網”的架構之上，高速的網絡傳輸也對繼電保護有一定的約束，因此完善“三層兩網”架構的構建是實現數據幀傳輸的重點工作。

3.4 完善模塊化保護功能

與傳統繼電保護裝置不同的是，智能變電站的繼電保護技術實現了模塊化的保護功能，完成了不同網絡層的信息共享。智能變電站技術保護采用“分散”的保護技術，使繼電保護不依賴于裝置，而是取決于不同的網絡性能，模塊化保護使繼電保護穩定性更高。

3.5 構建高精度同步系統

智能變電站繼電保護技術存在信息同步和時差問題，因此構建一個高精度的同步系統勢在必得。首先，高精度的同步系統要構建信息資源的共享通道，實現專門的信息共享和同步；其次，構建多放射性的同步系統，使鏈路狀態不受影響，充分發揮智能變電站繼電保護的高精度同步。同此同時，高精度的同步系統要求我們利用高速的網絡傳輸，實現數據的高效監測和同步。

4 結語

隨著技術的革新、材料與工藝的應用，繼電保護硬件設備的可靠性也大大的提高，智能變電站的繼電保護是一場技術的革新與應用，它將給繼電保護專業領域帶來革命性的變化。隨著智能電網建設的推進，相關研究的深入，繼電保護也面向智能化、安全化、全面化方面發展，因此大力發展與運用此技術，可以為國家和人員作出最具有基礎性和保障性的生活。

［1］陳翔，張靚.基于智能變電站繼電保護技術研究[J].電源技術應用，2013(03).

［2］王浩遠.智能變電站繼電保護技術探究[J].機電信息，2013(36).

［3］解曉東.智能變電站繼電保護配置分析[D].山東省濟南市.山東大學，2013(04).