基于信息一體化的智能化繼電保護分析

唐玉嬌

國網湖北省電力有限公司麻城市供電公司

目前，伴隨著通信和網絡的發展，帶動著繼電保護也趨于智能化和網絡化，以求做到保護、數據通信、控制和測量融為一體，從信息一體化方面來考慮各種配置，這也將是電力系統的核心部分。

1、分析繼電保護中存在的弊端

1.1 由于上下級的保護整定不易配合，不能確保后備保護

現在，在我國的繼電保護系統當中其主要保護是對電流差動和方向比較進行保護，此種方法有著較好的流動性和選擇性，可是卻不能夠給設備外部故障提供后備保障。由于本地測量數據是繼電保護執行的根本依據，所以此種系統只可以保護本地設備，如果設備以外出現問題，就不能進行動作保護，此外假如運行方式有了改變，繼電保護也不會產生反應，保護裝置間不能夠達到互相配合，另外對于系統運行方式有所改變也不能夠進行正確的反應。

1.2 繼電系統整定計算在管理模式和業務水平上有很大差異

現在我國變電站在不斷的改造和升級，規模也比以前大了很多，當前所用的整定計算軟件是單機版的，不能夠滿足繼電系統整定的擴展性和通用性，此外，在不同地區，繼電保護的管理定值也大不一樣，就造成了不同區域的業務水平和管理模式存在差別，在維護定值模板的時候，造成工作量很大，所以不能做到統一控制全部流程。

2、分析繼電保護的整定計算系統

2.1 設計思想

整定計算系統的設計思想分為兩部分：其一是由于信息一體化在建模之時是主要依據圖形生成拓撲結構和模型設備，系統中的數據庫和圖形間是存在對應關系的，達到了數據維護的分區、分層和可視化；其二做到了與系統其他部分的共享和數據交換，實現信息一體化之后，能夠使調度專業和整定計算更加密切。

2.2 系統結構與功能

繼電保護系統結構如下圖所示：

此結構不僅有整定計算、設備管理、數據及故障計算等模塊，還有仿真校驗和建模等模塊。

首先是數據層，選擇這種系統結構，可以使繼電保護信息一體化得到實現，也就是說可以把全部有關的信息匯集到圖紙上，另外還可以依照圖形生成所需的拓撲模型。為了防止信息一體化圖形由于規模過大，不容易維護，可以采用分區分層處理方法，構建對應的分級用戶故障計算系統，在對變電站系統的故障進行計算的時候，主要體現在三方面：其一是故障的計算，分析電氣量、故障設置、方式設置和結果查詢等是這部分的主要內容；其二是等值的計算，多點等值及母線等值阻抗等是這部分的主要內容；其三是整定參數，此部分的計算主要是分支系數和支路電流最值，系統給繼電保護的事故分析、整定計算與仿真方面提供了方便。另外，系統的整定參數計算主要包括兩方面的內容：一是整定面向保護裝置，二是整定面向保護原理。關于設備管理就是繼電保護系統在進行整定期計算的時候，會涉及到各種相關的數據，主要有輸出、輸入和中間數據，對其進行合理有效的管理，則可以確保定值單的管理、維護保護裝置型號庫和自動生成的實現。

3、分析信息一體化的繼電保護方案

3.1 分析設計思想

繼電保護在電力系統故障信息的獲得，突破了由點至線的發展，伴隨著數據通信技術的加深，給繼電保護增添了新的內容，不但要保障自身的保護性能，也做到了與同區域其它部分信息的共享和傳輸，也就是廣域繼電保護。如果要使一體化繼電保護變為現實，就需要集成和優化組合變電站內的控制、保護和監視等功能，來保障繼電保護信息的一體化和集成化。一體化系統可以對各類信息及時的進行處理和判斷，不僅能夠保證變電站的安全運作，也讓整個電力系統和變電站的智能化和現代化水平得到了提升。廣域繼電保護要依照變電站系統提供的信息，對發生的事故進行快速、準確的切除，而且系統可以對造成變電站系統的各種不利因素進行故障分析，自動采取對應的措施。由于信息一體化繼電保護不會對變電站保護造成傷害，可以做到后備保護和快速保護且分別集成，對后備保護進行補償，可以做到電網控制與保護的一體化。

3.2 保護方案的特點及其構造

信息一體化的廣域繼電保護方案如下圖所示：

從此圖中可以看出廣域繼電保護中的保護A和保護B是單獨的保護系統，可以對變電站中所有電子設備后備系統進行保護，如本站線路及電子設備的后備保護、變壓器、低壓及錄波、安全設備內的低頻、大電流保護的判斷等，還做到了共享和交換變電站中內的保護主站和其它信息，為了增強整個保護系統的穩定性，通過“三取二”方案，對變電站電網做到合理控制和保護。

智能化繼電保護方案有著以下特點：其一這種繼電保護使傳統保護系統中的元件與保護設備間的共享和傳輸問題得到了解決，充分利用開關量、電流和電壓等信息來對不同模式的運行情況進行識別，如果出現故障可以準確、快速的定位，在短時間內進行選擇，做到了對變電站的電子設備進行保護，不僅使變電站系統運行的穩定性和可靠性得到了提高，也使全部保護性能互相結合，實現了變電站網絡的系統控制；其二這種繼電保護方案從局域點出發，經由通信網絡得到其它信息，合理的對信息進行應用，使繼電保護系統的可靠性、靈活性和選擇性得到了大大提高，一體化信息的智能化繼電保護使電網運行的自適應模式得到了實現，如果出現事故，可以快速找準位置且進行切除，尤其是可以降低變壓器低壓側因為產生事故而導致的變壓器燒毀現象；其三這種方案使繼電保護系統的智能化、網絡化和一體化得到了實現，通過信息一體化，有效的對站點的各種功能進行集成，如測量、監控和錄波等，可以把變電站中的開關量和電氣量信息直接傳送給站內進行保護，也可以經過網絡傳送跳閘命令，使變電站的有效性、快速保護得到了實現。

結束語：

總而言之，電力系統的發展方向必定會朝著智能化方向前行，在智能變電站中智能電力網架是非常關鍵的部分，對變電站起著支撐作用。智能變電站發展的基礎是智能繼電保護配置，目前我國電網已經有了許多智能變電站。本文通過分析信息一體化的智能化繼電保護，并提出了繼電保護的保護方案和計算系統，來增強智能變電站的可靠性和安全性。

[1]周朋，研究數字化變電站的繼電保護方案[J]；電氣自動化，2016(4)：12-15

[2]王春蕾，分析數字化變電站繼電保護系統的總線結構[J]；電力發展，2015(7)：60-62