智能變電站繼電保護及自動化系統的研究及實際應用

柳旭升 肖旭東

國網中衛供電公司 寧夏 中衛 755000

引言

電力能源的出現讓人類的生活方式發生了天翻地覆的變化，改善了人們的生活條件，讓人們的生活更加便利。在整個電網的運行過程中，變電站是最重要的一環，不僅要對產生的電力能源進行合理分配，還要保證電力能源在整個運行過程中的安全合理。在人們的日常生活中，變電站可以為人們提供充足的電力能源，為人們的生活提供便利。如今國內科技發展水平進一步提高，變電站的繼電保護設備也可以借助科技水平再一次升級，使變電站繼電保護設備更加智能化科技化，保證電網的安全穩定運行。

1 智能變電站繼電保護概述

1.1 智能變電概述

智能變電站使工作更加智能化自動化，保證繼電保護工作的安全穩定，一定程度上避免了人工操作出現失誤的風險。智能變電站由兩部分組成，分別是智能高壓設備和變電站統一信息平臺。智能高壓設備由智能變壓器，智能高壓開關設備等組成。在變電站工作過程中，智能高壓設備可以對變壓器進行實時監控，在變壓器出現異常時對變壓器進行適當調整，以此來保證變壓器的穩定運行。如果變壓器出現故障，智能高壓設備則會第一時間進行斷電保護，同時發出警報對工作人員進行預警。智能高壓設備除了能夠保證供電設備穩定運行，避免人工操作引發失誤之外，還可以保證電子互感器正常工作不受外界環境干擾。而變電站統一信息平臺的作用主要有兩個：首先，在工作中變電站工作人員可以通過信息平臺共享工作信息，保證變電站工作的順利運行。通過信息平臺工作人員可以得知電力工作中的注意事項和設備信息，以便于工作人員完成工作。其次，變電站統一信息平臺的信息透明化有利于各級領導以及社會公眾人員監督變電站的工作，使變電站工作井然有序。

1.2 智能變電站繼電保護概述

在變電站繼電保護工作中，傳統的變電站工作缺乏科學技術的支持，在發生意外情況的時候工作人員很難察覺到，導致電網出現故障，不能為居民提供穩定而安全的電力資源。同時，在工作中經常會因為工作人員操作失誤導致變電站工作出現錯誤，不利于變電站工作的穩定運行。將智能化科學技術與變電站繼電保護設備相結合，可以大幅度減少人工操作的工作環節，讓變電站繼電保護工作更加智能化高效化，一定程度上排除了人工操作失誤帶來的隱患，讓變電站更加安全穩定的運行。在變電站繼電保護工作當中，如果遭遇設備故障將會第一時間向工作人員發出警報，讓工作人員可以迅速做出應對措施，解決故障問題。工作人員在工作中只需要加強對繼電保護設備的監控，就可以讓繼電保護設備安全穩定的運行[1]。

2 智能變電站繼電保護運行現狀

2.1 改擴建，消缺反措施調試問題

現階段智能變電站的擴建，設備的調試等工作存在著諸多問題。在進行擴建、設備調試工作時必須經過配置文件更改，定值輸入等一系列工作，不僅工作效率低下，而且經過繁雜工作之后工作設備的安全性能并沒有過多地提升，還要斷電妨礙了居民的日常生活用電。因此，必須對變電站的擴建、設備調試等工作進行調整，提高工作效率以及設備安全性能。

2.2 變電站現場運維問題

在對變電站現場進行運維的過程中，由于智能變電站二次回路過于復雜，理論電路圖難以與實際電路聯系起來，導致工作人員在工作中經常會將電路接錯，導致運維工作失誤。因此，必須提高智能變電站工作人員的運維工作水平。

圖1 二次回路結構網

2.3 變電站遠程運維問題

當變電站工作人員為了解決電路故障問題外出，不能近距離進行變電站的運維工作時，就要通過遠程手段來對變電站進行運維。但目前國內的變電站遠程運維技術難以實施運用，導致工作人員需要頻繁來往于變電站和故障現場，增加了工作人員的工作量，降低了工作效率。

3 智能變電站繼電保護自動化的應用

3.1 核心技術

在智能變電站日常的工作當中，需要對運行設備的工作數據進行實時觀察和記錄。設備正常運行的工作數據將會是智能化變電站繼電保護設備工作的依據，在繼電保護設備工作數據超出正常范圍的時候迅速對電力設備進行調整，保證設備的穩定運行。當繼電保護設備工作數據超出可控范圍的時候，會第一時間切斷電源，向工作人員發出警報，保證電網的穩定，避免發生電力事故。同時，根據智能繼電器保護設備還可以根據數據類型判斷故障原因，及時定位解決故障。

3.2 自動化改造對繼電保護提出的技術要求

在對變電站繼電保護設備進行改造的過程中，必須做到以下幾點要求：首先，在對繼電保護設備改造之后，要保證繼電保護設備具有較高的安全性能，這是對繼電保護設備進行改造的初衷。電力資源的管控安全性是第一位，只有保證安全才能更好地為居民服務。其次，繼電保護設備要足夠智能，在發生故障的時候要迅速報警，將故障引起的安全隱患控制在最小，迅速定位故障原因并加以解決。

3.3 應用措施

3.3.1 加強在線控制技術的有效運用。變電站的工作需要工作人員兼顧電網和變電站，如果電網出現故障就需要工作人員在電路故障現場與變電站之間頻繁走動，無形之中增加工作人員的工作量，不利于變電站工作的長遠發展。如果能夠實現變電站工作的遠程操控，將極大減少工作人員的工作量。工作人員只需要在電路故障現場修理好電路故障問題，就可以通過遠程操控來進行變電站的電力工作，提高了工作效率。遠程操控技術的實現需要在線控制技術的大力支持，因此變電站要招收引入大量技術人員，研究發展在線控制技術。實現變電站工作的遠程操控，將為工作人員的日常工作提供便利，促進變電站工作水平的進步[2]。

3.3.2 加大回路技術的應用力度。將回路技術運用到智能變電站繼電保護中，可以優化智能變電站繼電保護設備的回路，讓回路變得更加科學合理。通過在智能變電站繼電保護設備中運用回路技術，可以強化智能變電站的來電轉化能力，讓繼電保護系統可以安全穩定運行，避免發生不必要的電路故障。在對繼電保護設備的回路進行改造的時候，一次回路與二次回路的設計一定要科學合理，只有將一二次回路恰當運用，才能確保繼電器保護設備的自動化運行[3]。

3.3.3 凸顯出接線技術的良好作用。想要做到對智能變電站繼電保護設備的自動化管控，還需要將接線技術的作用表現出來。在對智能變電站繼電保護設備進行接線裝設的時候，接線的裝設一定要符合相關規定，科學合理地進行接線裝設。良好的接線技術可以提高變電站的自動化水平，降低電力資源的消耗。接線方式越復雜，線路的損耗也會越高。因此工作人員在進行接線的時候要慎重選擇線路，采取最簡單快捷的接線方式來進行接線，只有這樣才能讓繼電保護設備的保護效率得到提高。

3.3.4 做適當的試驗和補充檢驗。在電路出現故障的時候，因為電路二次回路的特性，工作人員可以通過不斷改變電路回路來進行試驗，排查出現故障的電路。通過這樣的方法排查電路可以迅速找到電路故障的原因所在，對故障點進行維修，確保電路的安全穩定運行。

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 智能終端故障

智能終端是智能變電站繼電保護系統中最重要的部分，控制著整個電路系統的所有設備閘。一旦智能終端故障，智能變電站繼電保護系統將直接癱瘓，不能繼續進行有效的工作。當智能終端出現故障的時候，只能由工作人員進行人工解決。工作人員要盡快找到智能終端的故障原因進行處理，處理好后要讓智能終端處于封閉環境免于受到外界環境干擾。

4.2 專用光纖通道的引入

在智能變電站繼電保護設備中要積極引入光纖通道來制作縱聯保護裝置。光纖通道相比于其他通道，擁有強度更高，穩定性更強的纖芯，用它制作的電纜專用光纖縱聯保護裝置更加安全穩定。

4.3 間隔合并單元故障

智能變電站繼電保護系統的基礎數據是智能化設備能夠穩定運行的基礎，一旦基礎數據出現問題，智能變電站繼電保護系統隨之就會出現故障，影響居民的日常生活用電。而合并單元就是用來保護基礎數據的裝置，一旦合并裝置出現問題，工作人員要立即進行維修。在維修時，工作人員首先要向上級發出“斷開”申請，及時斷開故障單元的開關，隨后對故障單元進行維修。值得注意的是，在維修時要將故障位置的保護母線裝置退出，這樣有便于工作人員對故障單元進行維修。

5 結束語

隨著國內科技水平的不斷提高，變電站繼電保護設備也要緊跟時代潮流走智能化管控路線。在推行智能變電站的過程中，要調整變電站的擴建、設備的調試等工作，提高工作效率，要提高工作人員的現場運維技術，同時技術人員應該引進科學技術，研發變電站遠程操控系統，只有這樣，才能不斷完善繼電保護設備，保證電網穩定安全的運行。