智能變電站建設中繼電保護工作創新思路探究

馬軍

摘要：目前，我國的電力行業取得了突飛猛進的發展，電力行業正面臨著重要的變革。智能變電站已成為我國電網建設中的首要項目，隨著低碳經濟與可持續發展策略的正式實施，電力企業也開始步入追求經濟與環保發展的隊伍，而智能化的變電站便是其中最有特色的建設項目。文章對智能變電站建設中繼電保護工作的創新思路進行了探究。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；創新思路；電力行業；電網建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2016）19-0167-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.080

變電站是一個匯集信息流、電力流、業務流的系統，而伴隨智能化電網的建設，智能化變電站的建設已成為電力行業所面臨的重要難題。變電站是電力網絡中的一個基本組成，因此智能變電站的建設已成為我國智能化電網建設的首要內容。本文從智能變電站的基本概念及特點、智能變電站的基本原理、智能變電站對繼電保護工作提出的要求、智能變電站建設中繼電保護工作的創新思路等方面對智能變電站建設中繼電保護工作創新思路展開詳細的探討與分析。

1 智能變電站的基本概念及原理

1.1 智能變電站的基本概念

智能變電站是指使用可靠、先進、環保、低碳及集成的智能化設備，追求全站通信平臺的信息化、全站信息的數字化以及信息共享的標準化，并能夠自動完成信息的測量、采集、計算、保護、控制及監控等基本功能的變電站系統，是由站控層、間隔層及過程層三個部分組成的，如圖1所示：

1.2 智能變電站的基本原理

智能變電站的繼電保護工作原理是在溫度升高、電壓突變、電流增加等突發問題出現時及時采取跳閘措施以保護電路的過程。因此，為了確保跳閘過程的準確性與可靠性，保證繼電保護工作正常進行，工作人員需提前對系統所具有的可靠系數進行相關計算，使其保證在1.3～1.5的標準范圍內。值得注意的是，繼電器的靈敏系數還包含保護動作值與故障發生最小值，此時的標準范圍便在1.2～2之間。

2 智能變電站的基本特點

2.1 一次設備的智能性

智能變電站的基礎便是一次設備的智能化，目前，一次設備智能化并沒有得到真正的運行，現階段多采用智能組件與一次設備組合而成的一次設備，例如智能變壓器及智能斷電器等。這些設備因為采用了光纖網絡及數字化電子互感器而促使數字化數據交換過程的良好

實現。

2.2 二次設備的智能性

傳統變電站中的二次回路具有較多的缺點，因此智能變電站將其進行了較大程度的弱化，二次設備中通信連接全部借助光纖實現，所以二次設備能夠確保資源與數據共享的真正實現。此外，傳統的導線及電纜的連接方式均已被數字公共信號所替代，這不僅降低了連接導體、電纜及端子的使用率，同時也使得變電站的控制過程更為簡單化，繼電保護系統更具可靠性。

2.3 運行控制的智能化

智能變電站系統中會采用大量智能化的決策對系統進行支持，這便使得整個變電站系統的自動化水平有所提升。此外，調度中心的相關操作也會使得控制命令能夠在該系統中自動地執行，同時還會具有自動性的審核、校正功能。

3 智能變電站對繼電保護工作提出的要求

電力系統的供電安全與供電質量主要依賴于繼電保護工作，因此繼電保護工作對我國智能變電站的建設具有舉足輕重的意義。現階段的智能變電站系統是在傳統的變電站系統基礎上所進行的優化與升級，因此傳統的繼電保護工作已不能滿足電力企業的需求。所以為確保智能變電站建設工作的順利完成，應根據智能變電站的建設需求開展繼電保護工作。

3.1 智能變電站的數字化

隨著網絡時代的到來，我國的變電站系統也逐漸向著智能化與數字化的方向發展，其中主要的特點是，現階段的智能變電站具有較強的信息獲取能力。與傳統的變電站相比，智能變電站的繼電保護主要用于對電路供電質量及供電安全的保護。信息化與網絡化技術的不斷發展推動智能變電站信息獲取過程的飛速發展，使得員工能夠以最快的速度獲得各個變電站設備及儀器的相關技術、參數指標，從而為變電站的故障處理提供有力的數據及技術支撐，所以智能變電站均具有較為完善的電力數據信息。

3.2 智能變電站的功能性

伴隨我國智能變電站建設進程的不斷推進，信息技術與互聯網技術已在智能變電站中獲得良好的應用。如今，我國的電力企業已根據繼電保護工作的實施建設起專門的網絡，該網絡的建設會推動我國智能變電站向著功能性的方向發展，從而大大提高工作人員的操作水平。例如，在智能變電站中使用統一的控制器、可控性的串聯補償裝置以及靜止的無功補償裝置等。

4 智能變電站建設中繼電保護工作的創新思路

隨著設備、儀器及技術的不斷發展，智能變電站的繼電保護工作環境越來越優越便利、越來越靈活、也越來越容易控制，但是目前的智能變電站大多是基于網絡的基礎上建立起來的，繼電保護信息的獲取以及信號的發送媒介均變成了數字化的新型模式。因此，繼電保護工作的開展首先要充分利用變電站的內部資源，從而使得繼電保護配置得到進一步的優化，例如電氣元件的保護性指標及相關信息等。此外，網絡信息所具備的數字化特點也在一定程度上促進了信息可靠性與安全性的實現。因此，根據智能變電站建設過程中所存在的繼電保護問題，相關人員應采取積極的處理措施，并提出創造性的對策。

4.1 實現智能變電站的數字化

變電站互感器的傳輸性直接受到繼電保護性能的影響，從某種意義上說，降低傳感器的故障率、提高互感器的傳輸效率便可提升繼電保護的性能。因此，在變電站智能化發展的背景下，繼電保護工作可以順利開展，并不需要考慮電力互感器的飽和、二次回路的短路以及回路接地錯誤等問題。此外，智能變電站還能在較大程度上增加數據的可靠性與電氣量傳輸信息的時效性，這些優勢均可提升繼電保護裝置的基本性能。例如，WANS及PMU網絡的使用可以為智能變電站提供緊急控制與科學運行的有關信息。特別是在網絡系統已經建設完成的前提下，其不僅對傳統繼電保護設施的延時性進行完善，同時也在一定程度上提高了對時間的敏感性，從而使得系統故障點的判定過程得以有效進行，最終保證停電等事故應急處理的順利進行。因此，繼電保護可以通過借助智能變電站的數字化傳感特點，對各種輔助功能進行良好的優化，以此提高自身的基本性能。

4.2 使用新興的技術手段

目前，智能變電站建設過程中所使用的新型能源主要包括風能、太陽能及生物能等，而新技術的實行僅靠這些新能源是不能完成的，除此之外，工作人員還要運用新思想，例如繼電保護中的自適應保護思想等。在引入新能源以后，工作人員應在建設過程中注意能源接入過程的隨機性，在確保智能變電站接入過程安全的基礎上，進行相應的調度，使得效率更高、操作更靈活。其中，對智能變電站進行靈活的控制已經成為智能變電站良好發展的關鍵，其不僅能夠對傳統故障進行良好的改進，同時也能促進新技術的良好使用。例如，為了提高智能變電站的智能化水平，必須要在智能變電站中安裝智能斷路器。目前，常見的高壓開關設備有空氣絕緣的敞開式開關設備、混合技術開關設備、氣體絕緣金屬封閉開關設備。相比于其他兩種開關設備來說，混合技術開關設備更加先進，在變電站中應用混合技術開關設備可以有效解決開關運行可靠性方面的問題，而且設備自身的體積也比較小，可以有效減少占地面積。雖然混合技術開關設備具有很多的優點，但在智能變電站使用的過程中仍無法滿足智能化的要求。因此，必須要將混合技術開關設備和其他的裝置連接在一起使用。可以將混合技術開關設備和保護裝置、表計等連接在一起，提高智能斷路器的智能化水平。

自適應保護思想在傳統的繼電保護工作中只是被用于數值調整及分析過程，其功能具有較差的靈活性與相對的單一性，因此會導致整個智能變電站的網絡信息不通暢，最終難以保證信息的及時性與準確性，從而使得變電站本身的運行失去科學依據。而數字化技術的引入使得自適應保護思想得以良好的應用，并使得智能變電站能夠根據有關信息完成定值與分析過程。此外，由于這些信息具有較高的準確性，繼電保護工作也得以更好執行。

4.3 與傳統繼電保護的配合

在智能變電站建設的過程中，工作人員一定要充分考慮對數字化變電站及計算機的保護，追求兩者的完美協作與配合。值得注意的是，不同的繼電保護工作之間具有不同的協作與配合方式，其通常包含如下兩個方面：第一，當變電站線路采取差動保護方式時，線路的一側所采取的電流互感器為電子式的，而另一側采取的則是電磁式的。一旦故障發生，電磁式的互感器會出現單端性的飽和現象，這就使得線路兩端的差動保護實現對單端飽和現象的判斷，并對誤動進行有效保護；第二，原有線路是根據模擬式互感器來實現差動保護的過程，值得注意的是，該過程中也會出現不同傳感器信息不同步的問題，這也需要工作人員做進一步分析與

研究。

5 結語

隨著社會的不斷發展，我國的電網建設已發生重大的變化，而其中的繼電保護工作也處于不斷完善與發展過程中。變電站保護系統的數字化及網絡化發展使得傳統的二次回路完全消失，因此繼電工作人員如何在新的發展形勢下，利用并發揮新技術、新設備的功能是目前面臨的一個難題。

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（責任編輯：周 瓊）