智能變電站技術及其對繼電保護的影響

摘 要：現代信息化時代的日漸精益，使眾多企業都參與到信息化的時代，尤其是現代智能技術的出現，極大的提升了社會生產力。現代電力系統也逐漸向智能化轉變，其中智能變電站就是一項對電力事業發展極具意義的開發成果。智能變電站是整個智能電網的重要組成部分，對整體電網的繼電保護具有極為重要的意義。全文通過對智能變電站技術的介紹與其自身特點的分析，總結了智能變電站技術在繼電保護中的應用，同時對其起到的影響也做出了詳細的分析。

關鍵詞：智能變電站技術；繼電保護；影響

引言

智能變電站技術的發展直接影響到智能電網的發展，是建立智能電網系統的重要組成部分，并有其重要的地位體現。現代電力事業發展過程中對智能變電站技術的發展也逐漸加強重視，對其做出了諸多的實驗研究，并由此得出了不少成功經驗，為智能變電系統的發展提供了重要理論依據。同時電網運行中繼電保護環節對安全性的要求最高，所以智能變電站對電力系統的保護主要是在繼電保護工作中所進行。為確保電力事業的安全運行，需要對變電站技術與繼電保護的應用進行進一步深入的研究。

1 智能變電站的屬性與架構

1.1 智能變電站的屬性

智能變電站主要的特點是將傳統的變電站系統中的各設備進行智能化改造，使現代變電站在運行時更具有現代化、信息化、智能化的特征，符合現代化發展的需求。現代智能變電站技術可以進行自主的信息術收集、統計與管理等，同時也可以依據電網運行的需求進行職能調控、自動化控制等工作的輔助。智能變電站系統逐漸顯示出智能化與網絡化的特征。智能化技術在變電站中得到絕對的有效使用，提升了整個變電站的運行效率，同時也降低了運行成本[1]。

1.2 智能變電的架構

智能變電站的邏輯結構被分為三層與兩個網絡，其中三層所指的是過程、間隔、站控三個層級，兩個網絡所指的是過程層的網絡以及站控層的網絡，其運行位置主要集中于三層之間。智能變電的過程層涵蓋了一次設備相關的各類智能設備，例如變壓器、高壓斷路器以及隔離開關等。其主要的職能是信息的收集、各類設備的檢查。間隔層所涵蓋的范圍是對各類設備的監管與繼電保護工作。站控層的結構主要是數據前置機、人際交互設備、工作站等部分組成。智能變電站的先進技術已經可以取代人工的檢測工作，降低人工工作量，減少人工操作的失誤率產生[2]。

2 智能變電站繼電保護組成結構

2.1 三層兩網式結構

在上文中有提到智能變電站分為三層兩網，分別為過程層與站控層以及間隔層，而在三層之間形成了站控層網路與過程層網絡。在繼電保護中，站控層網絡負責傳輸定值召喚與修改、錄波傳輸等，過程層網絡所負責的是傳輸采樣值、開關狀態量與跳閘等，對于實時性與安全性方面都具有極高的要求，是智能變電站繼電保護工作最需要重視的環節。這也是智能變電站技術在繼電保護應用中的主要的工作環節。

2.2 依托于數據幀的運行結構

電力系統中過去的變電站繼電保護設施具有專屬的采樣與命令信號傳遞通道，信息傳輸延時包括設施進行處理速率與通道固定時延所組成，其結構相對固定。現代智能變電站繼電保護的采樣值傳輸、開關狀態量收集與及跳閘命令的傳輸，是經由以太網數據幀的形式進行[3]。所以在進行智能變電站繼電保護工作時需要對過程層極度的依賴，網絡性能形成了對繼電保護的專屬限制，其中過程層網絡的規劃設計與調節措施極為重要，是需要關注的位置。

2.3 全網統一下網絡同步體系

傳統變電站繼電保護所使用的介質多是光纖與IRIG-B碼，現代智能變電站技術下繼續使用傳統的光纖介質已經不能夠完全滿足繼電保護工作的要求，形成原因主要來自于兩個方面：（1）兩者均需要專屬的數據傳輸通道，形成了智能變電站網絡共享信息與資源發展方向的矛盾。（2）IRIG-B碼對時同步屬于單向的放射性對時系統，安全性相對較低，極易受到鏈路的狀態所造成的影響。現代智能變電站繼電保護嚴格要求全網統一與網絡對時，如此才可以極大程度上實現網絡對時的靈活性[4]。

2.4 模塊化保護功能結構

傳統的變電站繼電保護是以裝置為中心的結構，現代變電站繼電保護通過過程層網絡達到了跨專業的信息共享效果，智能變電站繼電保護按保護功能模塊化作為基本原則的組成結構，集中與分散的繼電保護完成了形式不再依賴于裝置，更多的是根據保護的需求與網絡性能決定。繼電保護的靈活性模塊結構，實現了繼電保護可以任意安置在有足夠條件的保護設施中。

3 智能變電對繼電保護的影響

3.1 對數據傳輸保護的影響

對于繼電保護中的數據傳輸保護工作，智能變電站技術所做出的作用主要包括在以下幾個方面：（1）互感器的置換。傳統繼電保護中所使用的互感器是電磁互感式，其傳輸與調節的方式與整定原則均需要進行全新的審查與優化。現代繼電保護所采用的是電子式的互感器，電子式的互感器在頻帶寬度與響應速度等方向上均存在自身的優勢，對繼電保護可能產生全新的計算方式。（2）優化繼電保護的數據傳輸方式。所指的是現代二次信息的網絡傳輸方式取代了傳統電纜硬連接的方式。

3.2 對形成繼電保護系統的影響

在繼電保護形成結構系統的方向上，職能變電站技術為繼電保護作出的貢獻包括以下幾個方面：（1）網絡化的數據交換解決了傳統繼電保護采樣與計算及出口一體化的形式弊端。繼電所保護的對象與數據信息等都不再進行捆綁，使其系統更加靈活性。（2）網絡化數據的交換與交換機的智能化改善了二次回路不能進行監測控制的弊端。（3）對時數據交換的模式改善了繼電保護管理按照保護裝置為中心的形式。（4）過程層的統一采樣改善了傳統分別進行數據收集的弊端。

3.3 對繼電保護運行與維護的影響

智能變電站技術為繼電保護在運行方面的作用包括以下幾個方面：（1）改變了繼電保護的組成結構與運行方式，繼電保護的測試方式與項目及其項目周期等繼電保護運行與維護的標準相對落后，而只能變電站技術的加入改善了這一問題[5]。（2）能變電技術的加入，使傳統繼電保護的二次回路不能健康的問題得到了改善。（3）能變電站技術的加入促進了變電站各設施之間的統一。智能變電站技術的應用使繼電保護的運行與維護方式與標準都發生了改變，雖然現階段還在探索中，但卻是一個好的發展方向。

4 結束語

智能變電站作為電網系統的重要組成部分，尤其不可忽視的存在地位，需要電力企業進行深入的研究，為電力事業有效的發展提供有利條件。通過以上全文對智能變電站發展的分析與智能變電站技術對繼電保護的影響分析，可以得出智能變電站技術對繼電保護具有極為重要的作用，有必要進行智能變電站技術在繼電保護各個領域能起到的作用開發，優化傳統繼電保護系統中存在的不足。

參考文獻

[1]付陽.智能變電站繼電保護的新特點及其運維管理[J].安徽電力，2013，1（S1）：40-43.

[2]郝勇，張凱.智能變電站對于繼電保護工作的影響[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2015，1（2）：195-196.

[3]王聰.針對智能變電站繼電保護技術研究[J].黑龍江科技信息，2015，8（23）：122.

[4]劉 .智能變電站繼電保護技術優化探討[J].山東工業技術，

2015，6（21）：49.

[5]路小軍，楊晶.智能變電站對于繼電保護工作的影響[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2012，5（9）：95-96.