智能變電站繼電保護配置分析

王要

中國能源建設集團安徽電力建設第二工程公司 安徽省 230088

摘要：近年來，我國智能電網建設的速度不斷加快，智能變電站繼電保護配置作為智能電網的重要防線，是智能電網得以安全運行的重要保障。在當前智能變電站建設過程中，繼電保護作用不容忽視，需要加快升級變電站繼電保護配置，加快其智能化的發展，從而實現智能電網的全面保護。文中從智能變電站的繼電保護配置入手，結合智能變電站的特點，對智能變電站繼電保護配置的內容及方案進行了分析與探討。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；配置；分析

引言：

智能變電站作為電力事業發展的重要標志，其將我國電力事業帶入了一個新的時代。智能變電站的繼電保護是對其自主識別故障并及時做出正確處理的自動化過程，是保障電網正常運行的重要方式。近年來，社會對智能變電站繼電保護配置的關注度逐漸增高，這為智能變電站綜合實力提出了更高的要求，提升智能變電站的繼電保護配置水平刻不容緩。

1智能變電站的繼電保護配置的內容

智能變電站有效的將一次自動設備和二次網絡化設備結合在一起，在相關通信規范要求下，實現了信息的共享性和交互性。在智能變電站中繼電保護和數據庫管理功能發揮著越來越重要的作用，當前智能變電站繼電保護機構通常會分為三個層次，即過程層、間隔層和站控層。

1.1過程層

在過程層中以交換機作為核心的設備，通過快速跳閘裝置來對繼電進行保護。過程層中還包括合并單元、接口設備和智能終端。在具體運行過程中，過程層會對電氣量進行監控，利用網絡方式來實現信息的傳遞，而且還能夠檢測運行狀態下的隔離開關、斷路器和變壓器等設備的參數，對執行和驅動進行有效的損傷控制。

1.2間隔層

間隔層作為過程層和站控層的過渡層，其有著承上啟下的作用，具有對設備進行保護和控制的重要作用，能夠控制間隔層數據的采集及命令發生的優先級別，能夠對同一期或是其他的控制進行有效的保護，實現了通信功能的承上啟下。

1.3站控層

站控層主要以主機、運動裝置及規約轉換器等幾部分構成，具有非常重要的作用。站控層能夠匯總全站的數據信息，而且還能夠實現數據庫的實時更新，將所收集到的信息向監控中心進行傳遞，可以將信息向間隔層和過程層進行傳遞。而且站控層由于運行方式具有多樣性，這就需要提前制定好方案，這樣一旦系統發生故障，則能夠及時對其進行切換，確保其處于整定的方案定值區中。

2智能變電站的特點

智能變電站是由站控層、間隔層和過程層組成的。它是開放式分層分布式系統，運用IEC61850通信標準。其站內信息具有唯一和共享的特點，可以保證故障信息、遠動信息不重復采集。

站控層是由主機、遠動通信裝置和各種二次功能站構成的。它提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層、過程層設備等功能，形成全所監控、管理中心，并與遠方監控調度中心通信。

間隔層是由若干二次子系統組成的。在站控層和站控層網絡失效的情況下，它仍能獨立完成間隔層設備的監控和保護功能。

過程層是由電子式互感器、合并單元、智能單元等構成的。它能完成二次系統與一次設備相關的功能，包括實時運行電氣量的采集、設備運行狀態的監測、控制命令的執行等。

智能變電站與常規變電站的區別主要有以下三點：出現了一些新設備，比如電子式互感器、合并單元、智能終端等；應用了大量的網絡交換機；二次接線設計采用了大量的光纜。

3智能變電站繼電保護配置方案分析

3.1主變壓器保護配置

對于智能變電站主變壓器繼電的保護配置，可以根據實際電壓來對保護配置方案進行配置，做到不同電壓不同保護配置方案。110kV及以下電壓變電站的主變壓器可以采取直接跳閘的組網方式，通過將二次硬接線與開關之間的有效連接，合并單元就可以進行一次配置接入。220kV及以上的變電站變壓器保護則需要選擇雙重化配置方案，通過對變壓器每側合并單元MU的雙重化配置連接，來實現對變壓器的主后備保護和后后備保護功能。

3.2線路保護配置

對于智能變電站線路的繼電保護配置，也可以根據實際電壓來對保護配置方案進行配置，做到不同電壓不同保護配置方案。110kV及以下的電壓級別線路保護配置，可以采用保護和測控一體化的單套配置方案，要保證主后備保護和后后備保護功能的線路保護裝置的配置完整性。220kV及以上的縱聯線路保護配置不可使用傳統兩套重合閘相互啟動的方案，而是采取“一對一”氣筒或者斷路控制器不對應位置啟動的方式。以保證能夠通過電壓保護來實現對遠眺保護裝置中的過電壓功能，過電壓保護啟動的遠跳動作，能夠被斷路器的開閉狀態進行控制。

3.3母線保護配置

對于智能變電站的母線繼電保護可以采取直接跳閘方式進行配置。智能單元通過自身的采樣工作，通過母線保護設備發送采樣信息，從而將智能開關的使用狀態傳遞給智能控制系統。當母線發生故障時，母線保護配置能夠將跳閘質量第一時間傳遞給故障間隔開關，實現對線路的切斷以達到保護母線的目的。智能單元接到信號后，對將狀態信息報送母線保護，并對開關的目前狀態進行確認，母線保護在接收到智能開關發出的狀態信息后，確認跳閘指令是否成功。

3.4低頻低壓減載保護配置

在智能變電站當中，為了保證變電設備的安全和平穩運行，變電站通常以配置低頻低壓減載的保護裝置來實現繼電保護工作任務。在實際工作中，智能變電站低頻低壓減載裝置可以按照網絡采樣和網絡跳閘方式的有效結合來進行配置，這樣的配置方式不僅更有效，而且還更符合智能變電站綠色、環保的理念。

3.5備用電源自投裝置配置

備用電源進線自投裝置的配置方案可以采用網采網跳的配置方式，通過對智能變電站信息智能采集與共享技術的有效利用，實現對備用電源的有效保護，并讓其能夠在穩定的運行環境中自主的投入工作，實現智能化。

4繼電保護配置發展趨勢

4.1以廣域信息為基礎的電網保護

當前我國在電網繼電保護的研究上還處于較低的水平。近年來，以廣域電網信息為基礎的電網保護成為繼電保護配置研究的熱點問題。廣域保護系統主要由實時動態監測系統、電力系統調度中心及實時控制系統等內容。不僅可以有效的監測和分析廣大地區的電力運行情況，而且能夠自動實現廣域控制，在電網出現故障時，廣域保護能夠及時進行反應。廣域保護系統具有廣域安全自動控制功能，能夠進行緊急安全控制，確保了各項參數的穩定性，特別是在當系統處于異步振蕩狀態下時，廣域安全自動控制功能能夠有效的對系統崩潰起到防范作用。

4.2主動化瞬態保護

瞬態保護主要是利用瞬時頻率特征和暫態行波來對傳輸線路進行保護，而且在瞬態保護下，不會受到來自于電源頻率的影響，具有較高的反應速度、較高的精度、系統搖擺及過度電阻等特點，而且數量瞬態保護還兼具了濾波器的優點，可以說主動化瞬態保護已成為未來繼電器發展的主要趨勢。

結語：

綜上所述，智能變電站已經逐漸成為了未來變電站發展的趨勢。繼電保護設備對研究智能變電站的繼電保護配置有非常重要的意義。因此，為了進一步發展智能變電站，不僅要探討變電站的網絡配置問題，還要探討各設備的配置方案，并且考慮各設備之間的聯系，進而保證設備的高質量運行。

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