簡析智能變電站繼電保護及自動化系統

李佳偉 馮健

摘要：隨著社會的進步和科技的發展，我國的電力技術在不斷提升。電力系統建設不斷完善，智能自動化系統的應用也更加成熟。繼電保護是保障電力系統安全運行的關鍵。要采用先進技術來優化繼電保護和自動化系統，提升智能變電站的工作效率，促進智能變電站的健康發展。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;自動化系統

引言

電力資源是人類社會發展過程中最重要的能源之一，在整個電力系統中，變電站是其重要的組成部分，實現變電站運行的智能化和自動化是當前電力系統的重要目標。智能化和自動化的電力系統可以為人們的生活、工業及農業的發展提供源源不斷的電力資源。為了進一步提高電力系統的穩定性和安全性，需要利用先進的技術分析智能變電站繼電保護及自動化系統，使智能變電站的功能得到充分發揮。

1智能變電站繼電保護概述

智能變電站是基于光電信息、微電子集成和網絡通信技術之上的智能化自動管理變電站，也可以說是集電子技術、光電信息和環保為一身的智能設備。對比傳統的變電站，智能變電站的架構體系改變巨大，拋棄了原有常規站間隔和主控設備的方式，采用了新的三層量網絡方式。這樣，智能變電站就可以實現信息的采集、測量、控制、保護完全自動化，達到平臺網絡化、信息數字化、和信息共享標準化的效果。同時，智能變電站還具有低碳環保、交互性高、可靠性好的特點。智能變電站中的繼電保護是指在電力系統運行過程中，智能繼電保護管理系統可以對電路故障、線路異常等因素進行自動化監測。通過自動化數據分析進行預警提示，并且能夠自動斷電、自動分離和切除故障，從而實現自動保護變電站。智能變電站繼電保護系統主要是由電子式互感設備、交換機、網絡接口、合并單元等構成。在操作層面上來說，與傳統的常規變電站更加地靈活、方便。智能變電站繼電保護使數據的信息收集更加的便捷廣泛，也加大了操作的靈活性，工作人員可以對繼電保護的特點進行分析，不斷收集整理，實現智能變電站繼電保護效力發揮的最大化。

2智能變電站中繼電保護的標準要求

在智能變電站中的繼電保護主要有三點標準要求，分別是：（1）一次設備智能化。一次設備的智能化是智能變電站建設的基礎，到目前為止真正意義上的智能一次設備還沒有投入運行，當前采用較多的是由常規一次設備+智能組件構成的智能一次設備，如：智能斷路器、智能變壓器等。由于采用了數字化的電子式互感器及光纖網絡，一次設備與保護等二次設備之間的數據交互方式實現了完全的數字化;（2）二次設備網絡化。在智能變電站中，傳統的二次回路概念被極大地弱化;變電站中二次設備之間以及與一次設備的通信連接全部采用高速的光纖網絡，二次設備真正地實現了數據、資源的共享。傳統的電纜及連接導線連接方式被數字公共信號網絡所取代。這樣的變化節省了了大量電纜、連接導體、端子等模擬量電路耗材，人工不可直接接觸的數字通訊方式使得繼電保護系統的可靠性得到很大提高，變電站控制功能的實現得以簡化并可以進一步優化;（3）信息交互標準化。智能變電站內電氣設備的數據通訊都基于統一的IEC61850規約。統一標準方式使得不同的設備廠家可以基于同一標準，不再需要考慮和其它設備的數據通訊問題，簡化了電氣設備的安裝、調試及檢修流程，做到了電氣設備的即插即用，這使得變電站內的安裝維護工作較以前方便很多。

3繼電保護自動化系統功能分析

繼電保護自動化系統主要是從電力調度中心當中獲取所需的信息，而調度中心能夠提供給系統所需要的全部信息，因此，該系統的實現有充足的信息資源作為保障。一是對復雜故障準確定位的功能。通常情況下，復雜故障定位的研究大多是基于裝置的測距原理。目前，較為常見的測距方法主要有以下兩種：首先A型測距法。該方法又被稱之為單端電氣量法，具體是指測量故障行波脈沖在母線與故障點的反射時間來進行距離測量，該方法的優點是無需通信、成本低，缺點是容易受到其它線路末端發射的影響，致使測距結果誤差較大;其次D型測距法。該方法又被稱之為兩端電氣量法，主要是通過測量故障行波脈沖傳送至母線兩端的時間差來進行測距的，其優點是測量原理簡單、結果準確可靠，缺點是必須在母線兩端分別設置測量儀器并進行通信。二是輔助決策功能。當系統出現故障時，常常都會伴隨出現保護誤動作的情況。以往傳統的故障分析一般都是依靠人來完成，這就使得分析結果經常會受到人的經驗和水平等因素的影響。而繼電保護自動化系統由于是收集了故障發生前后的系統運行狀態信息和相關的故障報告，所以能夠進行模糊分析，并根據繼電保護以及故障錄波的采樣數據來完成精確計算，這樣便可以快速、準確地對故障進行判斷，從而實現故障恢復的繼電保護輔助決策。三是繼電保護的狀態檢修。通過對相關統計數據的分析可知，導致繼電保護裝置誤動作的主要原因有裝置設計缺陷、生產質量問題以及二次回路維護不良等等。而微機型繼電保護裝置本身具有自檢功能，并且還具備存儲故障報告的能力，為此，能夠利用繼電保護自動化系統來實現狀態檢修。

4智能變電站繼電保護及自動化系統常見故障處理措施

4.1智能終端的故障處理

智能終端的作用控制設備跳合閘的狀態，一旦智能終端出現故障，變電站中的跳合閘都會失靈，影響變電站的穩定運行。因此，智能終端發生故障時，要及時將終端的出口板退出，確保跳合閘正常工作，然后技術人員再分析智能終端出現故障的原因，找準故障的位置，最后采取針對性的解決措施，使整個變電站的繼電保護設備恢復正常

4.2間隔合并單元故障

合并單元用于保護并監控基礎數據，且是唯一的保護源，因此合并單元在智能變電站繼電保護及自動化系統中十分重要。合并單元故障產生于單套配置的間隔當中，故障產生后，維修人員首先要發出“斷開”的申請，讓故障單元的開關及時斷開、停止運行。具體的操作流程如下：退出單線間隔與故障位置對應的保護出口壓板，并將故障位置對應的保護母線裝置退出。退出的處理辦法能夠避免故障發生后繼續擴張，防止對智能變電站造成更大影響，并給維修人員創造更多維修時間。

4.3專用光纖通道的使用

一般在架空線復合光纜線路中會使用專用光纖通道。它可以為高壓輸電電纜提供專用纖芯，達到與電纜縱聯保護裝置協調的目的，減少了電纜線路與其它裝置之間的摩擦，降低其他裝置對信號的干擾，使電纜信號傳輸線路變得簡單化，提升信號傳輸的效率，使信號傳輸更加安全和穩定。

結語

電力系統智能化技術不斷成熟，使得智能變電站繼電保護及自動化系統成為現階段電力行業的關注重點。在不斷推行智能變電站繼電保護及自動化系統的同時，也要注意相關技術的研究，不斷優化變電站功能，與社會生產及人們生活的用電需求相適應，提高電力系統的穩定性，并推動我國電力行業的發展和進步。

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