智能變電站繼電保護的配置及展望

孫瑞+王悅

（國網吳忠供電公司 寧夏回族自治區吳忠 51100）

摘 要：國家電網提出建設信息化、自動化、互動化的堅強智能電網，智能變電站是其中基礎而又核心的部分，智能變電站的良好發展與國家電網的整體建設目標緊密相連。繼電保護裝置是智能變電站的重要組成部分，對電網的安全運行具有重要意義。本文對智能變電站繼電保護配置的現狀進行簡單概述，然后分析了智能變電站中繼電保護配置應當遵循的原則，提出合適的配置方案，最后探討了智能變電站中繼電保護配置的發展方向。

關鍵詞：智能變電站，繼電保護配置，展望

智能變電站中配置繼電保護裝置，是為了在電力系統的電氣元件發生故障時，可以及時地發出警告信號或者直接讓斷路器切斷運行，從而終止事故發生。繼電保護的配置降低了檢修人員的勞動強度，提高了電網的安全性和可靠性，促進了電網建設的發展。

1、智能變電站繼電保護配置的現狀

與傳統變電站相比，智能變電站采用更加先進、可靠、精密、環保的設備，利用網絡通信平臺的數字化和標準化的信息，自動完成數據采集、測量交流、控制、保護和檢測的基本功能，在滿足基本功能的同時，實現實時的自動控制、智能調節、網絡分析和決策等變電站工作支持。智能變電站正在高速發展，隨著低壓負載增加，智能變電站能夠滿足日益增加的工作量，在滿足電力的量的同時，能夠降低負荷，提高工作效率，確保節能減排。智能變電站現在還不是很多，還在高速發展的階段，但相比傳統的變電站，設備智能化提高，擁有了智能報警、智能避免錯誤等功能，減少了維修故障的時間，也延長了主要設備的生命周期，占地面積減少，技術優勢非常明顯。隨著智能技術的發展、智能設備生產效率的提高以及智能設備的集中采購帶來的規模效應，智能變電站的建設成本會不斷減少，因此具有經濟性和推廣性，有很好的發展前景。

智能變電站分為三個層面：過程層、間隔層和站控層。過程層，即設備層，包含由一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元和智能終端，主要功能是變電站電能分配、變換、傳輸及測量、控制、保護、計量、狀態監測等。間隔層，包含繼電保護裝置、測控裝置等二次設備，主要功能是與各種遠方設備完成輸入、輸出工作以及與遠方智能傳感器和控制器進行通信。站控層，包含自動化系統、站域控制、通信系統、對時系統等子系統，主要功能是實現面向全站或一個以上一次設備的測量和控制、數據采集、監視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等。

2、智能變電站中繼電保護配置的原則和方案

2.1繼電保護的配置原則

（1）加強可靠性。智能變電站繼電保護的配置，應以加強保護裝置的可靠性作為基礎，并充分滿足選擇性、可靠性、速動性以及靈敏性等方面的要求。變電站繼電保護方案的設計與實施的不僅是繼電保護裝置，而是繼電保護系統，要求二次回路、一次設備以及保護裝置進行配合協調。

（2）獨立分散，就地安裝。繼電保護裝置的安裝的配置具有比較嚴格的標準，對運行環境有較高的要求。安裝110Kv 及以上電壓等級的電網時，應該相互獨立，從而避免各電網之間的干擾，另一方面，機電保護裝置內部的各個數據接口控制器應當完全獨立。

（3）配置獨立的三相ECVT。為了提高繼電保護的可靠性，在 110Kv 及以上電壓等級的接線型式中，各間隔之間應當適宜配置獨立的三相 ECVT，減少各網絡之間的相互影響，同時還能實現有效的簡化二次回路。

（4）采用合適的網絡傳輸方式。繼電保護裝置提示的有效數據信息，應當采用 GOOSE網絡的傳輸方式；斷路器接點位置，應當采用網絡傳輸方式；本間隔內應當采用 GOOSE 點對點傳輸方式；間隔間適宜采用 GOOSE網絡傳輸方式。

2.2繼電保護的配置方案

在智能變電站繼電保護裝置配置原則的指導下，可以總結出以下幾點：第一點，共同進行變電層與過程層的搭建非常重要，可以更好地為變電站主體設備服務，變電站的過程層以及一次設備在配置方面可以較好地提供獨立性保護。第二點，應用非智能技術時，應當就近設置保護設備或者是測控設備對一次保護設備設施，從而能夠有效地減少電力運行以及維護中的工作量。第三點，在前兩點基礎上，運用內部裝置實施測控，對保護繼電設備也會帶來良好的影響。

在這個方案指導下，電力數據采集以及通信鏈路出現跳閘的情況可以大量減少，使保護功能發揮最大的效用，減少繼電配置中消耗的數據份額。

3、智能變電站繼電保護配置的展望

當前，隨著我國建設“具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網”發展目標的逐步實現，智能變電站的繼電保護系統也將逐漸向著向著自動化、標準化和數字化方向邁進。

3.1 數據信息采集的自動化

大數據時代，數字信息自動化采集也應該逐步應用到智能變電站中，為繼電保護裝置的自動化采集提供了基礎與可能。變電站過程層開始替代完成間隔層的功能，提高了繼電保護系統的集成化程度，使系統結構變得更加簡單，從而加強了對電磁的抗干擾能力。另一方面，智能變電站的監測功能正在日趨完善，提高了對繼電保護系統實時監控的效率，從而有效減輕了主控單元的負擔。

3.2 網絡通信的標準化

智能變電站通信標準體系的提出，使智能電力系統產品日益統一，并向著互聯開放的方向發展。繼電保護配置中網絡通信標準化的應用，防止了各網絡之間的干擾，保證了信息數據傳輸的真實有效；信息的標準化，使繼電保護系統充分保證可靠性、速動性和靈敏性方面的配置要求。

3.3 保護系統的全數字化發展

高速以太網交換技術的發展、非常規互感器技術的實用化等，為全數字化保護奠定了基礎。在智能變電站繼電保護配置中，數字化控制回路和數字化傳感器逐步取代了傳統的一次性回路，并通過一次設備、保護裝置、二次回路以及通道之間的相互協調與配合，以有效發揮出了變電站繼電保護的整體性能，實現了統一的運行管理。

4、結語

智能變電站中繼電保護系統的配置至關重要，智能變電站還處在發展階段，繼電保護系統為智能電網建設的可靠性、安全性、高效性奠定了基礎，在傳統繼電保護系統的基礎上，應當緊跟技術發展，革新系統功能與配置方案，是目前迫切需要完成的工作。

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作者簡介：

孫瑞（1989-），男，寧夏銀川人，民族：漢。學歷：碩士研究生。研究方向：變電檢修與繼電保護，

王悅（1992-），女，寧夏銀川人，民族：漢。學歷：大學本科。研究方向：繼電保護，endprint