智能變電站繼電保護的優化配置

劉政

摘 要：時代在進步，社會在發展，我國社會經濟也在不斷飛速發展，電力事業作為國民經濟發展的基礎事業，無疑是全社會關注的焦點。在電力事業當中，變電站作為連接用戶和發電橋梁，是電網安全運行的基礎保障環境。智能變電站作為電網運行數據的指令執行單元以及采集源，全面貫穿了智能電網建設各個方面。而繼電保護則是智能變電站當中極為重要環節，對于智能電網和智能變電站的建設有著巨大影響力。本文將針對智能變電站繼電保護的優化配置展開初步探討。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;優化配置

電力事業一直是我國的國民經濟發展基礎，而變電站是將用戶與發電連接起來的橋梁，其直接影響到電網的運行安全。目前，我國社會經濟飛速發展，在這個發展過程當中智能電網系統已經十分完善。智能電網系統在我國目前已經十分成熟，相較于傳統的電力系統，其優勢十分明顯。而智能變電站是智能電網系統當中極為重要組成部分，不但可以大大提高變電運行工作的效率，同時可以保證智能電網系統的安全運行，在促進我國的智能電網技術發展上有著巨大的作用，在我國社會經濟高速發展的現代，保障了城市的電力供應充足，這是巨大的支持力。

一、智能變電站繼電保護相關概述

1.智能變電站概念。智能變電站指的是利用互聯網技術而將變電站進行現代化改造后建設而成的變電站，其主要構建部分是智能化的一次設備和網絡化的二次設備，以規范通信為基礎，通過這些智能化設備來分層構建，這樣一來變電站的智能電氣設備便可彼此共享信息以及相互操作。智能變電站的數字化主要由過程層的設備來體現，整體站內信息體現出智能變電站的信息化，智能變電站在智能方面的優勢則體現在開關設備上。

2.智能變電站繼電保護。智能變電站要求使用智能化程度更高的設備，實現信息的有效收集和保護等，以實現信息共享的目的。雖然我國的智能變電站發展時間還不算太長，技術和管理方面依舊處于不斷完善的階段，但是從目前的形勢來看，智能變電站已經呈現出了明顯的層級性特點。

智能變電站分為過程層、間隔層和控制層等，因此，繼電保護的主要對象就是這幾個層。過程層的組成一般是智能組件和一次設備，基本功能是實現電能分配、變換傳輸;控制層的基本功能是進行有效的系統控制，實現數據的有效采集以及監控等。所謂智能變電站繼電保護指的就是通過對于這幾個層實行有效保護，確保其系統能夠保持安全、平穩運行，提高智能變電站的運行效率，確保電力系統的正常運轉。

3.繼電保護裝置。首先，繼電保護。目前，我國在電力系統的繼電保護方面有著嚴格的基本要求：一是選擇性;二是靈敏性;三是速動性;四是電力的可靠性。而選擇性以及靈敏性與繼電保護系統有著直接的關系，速動性和電力的可靠性則是與GOOSE有著直接的關系。若是一次設備和二次設備條件相同的情況下，傳統的保護節點直接采用了跳閘的方式，而智能變電站的繼電保護系統則是利用GOOSE報文通過網絡將信息傳遞給智能操作箱，雖說這樣的方法中間環節較多導致了保護動作時間較長，但是這段時間其實是被穩定控制在安全時間范圍內的，并不會影響其保護作用。智能變電站繼電保護是使用GOOSE的方式，這樣一來繼電保護系統便可以利用網絡做到相互啟動和閉鎖信號的傳遞，同樣也可以進行跳閘操作。這樣的方式相較于傳統的保護系統所用的回路方式，可靠性則會隨著網絡的可靠性、日常的運行、檢修以及擴建安全性的提升而得到提升。

其次，分布式保護。保護裝置為繼電保護提供了主要保護功能，保護裝置本身的功能多樣，而保護元件和保護邏輯就是以保護裝置功能和用戶選擇的保護邏輯為基礎來確立的。在高壓輸電網絡系統當中并不會只有一套主保護方案，大多都會選擇兩套，而后備保護的選擇則是根據系統元件或設備貴重程度來選擇近后備或是遠后備。而在變電站內，母線的保護極為重要，所以母線是變電站內唯一需要集中保護的設備，因為局域網大多都是使用分布式保護方案。所以，在構建針對新型母線的保護方案時，我們可以利用到保護裝置中的IED檢測功能。

二、智能變電站繼電保護優化配置

在優化繼電保護配置系統中，將智能變電站的設備分為兩個層面進行繼電保護。一個層面是過程層，另一個是變電站層。如下，將對兩個層面的設備的繼電保護優化配置策略進行一個詳細論述。

1.過程層保護優化配置。對于過程層，針對一次設備設置獨立的主保護，繼電保護設備就近安裝于一次設備附近，相關繼電保護裝置實行分布式的安裝。在過程層的保護中，主要是對快速跳閘現象提供保護，如線路差動、變壓器差動、母線差動及縱聯保護等。

第一，線路保護。對于線路保護，采取配置過程層縱差或者縱向距離作為主保護和后備保護，采取集中式保護裝置。對于單斷路器主電路，利用保護裝置的縱聯保護功能，對光纖通信端子與交流側線路進行保護而實現。

第二，變壓器保護。變壓器的保護是過程層保護優化配置的重點。在優化后的變壓器繼電保護中，主要是對變壓器的保護裝置過程層設置成分布式，從而使其具備差動保護功能。對于變壓器的后備保護，采用集中式的安裝。

第三，站內母線保護。對于變電站內的母線保護，將相關保護裝置按照分布式的配置進行設置，在每個間隔內的繼電保護能夠實現該間隔區間內的母線保護功能能夠獨立完成，只對本間隔區間的斷路器進行跳閘。對于失靈保護，則采取集中保護設置。

2.變電站層繼電保護優化配置。對于變電站層的繼電保護，主要是對站域進行保護，實現對本變電站的元件提供后備保護功能。在優化配置中，主要是能夠依據實時的信息，獨立的判斷遠后背范圍內的有關元件的故障，然后做出最優的跳閘策略。

對于智能變電站，在信息共享方面，全站信息能夠方便的進行共享。站域保護能夠對本智能變電站內的所有一次設備提供集中的近后備保護和主變后備保護。在保護系統中設置大量的獨立的功能模塊，這些模塊之間按照預先通過過程層網絡采集到的全站內的所有間隔的電壓、刀閘位置和電流等實時信息，進行整體邏輯方式來相互配合，對現有的后備保護功能進行補充。此外，這些功能模塊能夠集成站內的所有低頻、抵押減載和備用自投裝置，減少重復投資。

三、結語

在這個社會經濟飛速發展的時代，電力事業是國民經濟發展的基礎，保障了我國的電力事業就是在保障我國社會經濟的發展，而智能變電站在智能電網系統當中的作用極大，針對變電站繼電保護進行裝置優化是極為重要的，其能夠大大提升變電站的工作效率，變電站經濟效益和全國社會經濟效益都得到了提升，推動了我國的電力事業發展。在智能變電站當中，繼電保護配置是智能變電站發達程度的體現，在智能變電站的建設當中極為重要，繼電保護配置將直接影響到智能變電站的安全運行以及使用壽命。

參考文獻：

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