智能变电站继电保护配置的展望和探讨

王小宇

摘 要：随着国家电网公司提出建设“具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网”的发展目标，智能变电站作为智能电网的基础与核心部分，其良好的发展建设与坚强智能电网的总体目标实现有着紧密的联系。而继电保护装置作为变电站电力系统中所不可或缺的重要组成部分，在确保电力系统安全运行、保证电能质量以及避免故障的再扩大和事故发生等各个方面都起着至关重要的作用。文章结合实际工作经验，从智能变电站继电保护技术规范和配置方案出发，并就智能变电站继电保护配置的未来发展进行了展望。

关键词：智能变电站；继电保护；配置；展望

随着智能变电站继电保护技术的进一步优化与发展，不仅降低了运行检修人员的劳动强度，而且极大的提高了整个电网的安全性与稳定性，对当前坚强智能电网的建设也起到了重要的促进与推动作用。

1 智能变电站继电保护技术规范

国家电网公司于2010年4月颁布了《智能变电站继电保护技术规范》，其主要目的是为了彻底贯彻与落实建设坚强智能电网的总发展战略，并对智能变电站的继电保护技术的应用起到一定的规范与促进。在该技术规范中就当前我国智能变电站建设中的特点，重点对继电保护技术要求、配置原则、信息交互等各方面进行了系统的规范，并主要适用于110KV及以上等级的改扩建或者新建智能变电站继电保护配置的应用。

继电保护配置在功能上的实现，应将其作为一个完整的体系，并通过一次设备、保护装置、二次回路以及通道之间的相互协调与配合，以发挥出变电站继电保护的整体功能。在变电站继电保护和站控层之间的信息交互采用IEC61850标准，跳合闸与联闭锁信息命令则采用GOOSE机制或电缆直接传输，数据信息的采集则可通过电子互感器或者传统互感器得以实现。

在该技术规范的附录部分，还分别就110KV变电站的单母分段接线形式、220KV及以上等级变电的双母线接线形式、以及500KV变电站的3/2接线形式中的继电保护具体实施方案，作出详细、明确的说明与图例介绍，以加强了当前智能变电站继电保护技术改造的可行性与可操作性。

2 智能变电站继电保护总体配置方案与配置原则

2.1 继电保护总体配置方案

在智能变电站的继电保护总体配置方案中，应通过变电站中的过程层和变电站层以共同构建成智能变电站的主体设备。对于变电站中的过程层和一次设备的配置应当实现独立主保护，例如不是智能设备时，则应当将测控设备与保护设备等一次设备就近设置在汇控柜内，以有效减少运行与设备维护的工作量；如是智能设备时，则应当将设备装置在内部。该继电保护总体配置方案，可有效避免因数据采样、通信链路跳闸而导致的保护功能失效，同时还减少了继电保护配置中所需消耗的网络数据份额。

2.2 继电保护配置原则

（1）智能变电站继电保护的配置，应以加强保护装置的可靠性作为基础，并充分满足选择性、可靠性、速动性以及灵敏性等方面的要求。变电站继电保护方案的设计与实施的不仅是继电保护装置，而是继电保护系统，要求二次回路、一次设备以及保护装置进行配合协调。

（2）继电保护装置适宜独立分散及就地安装，继电保护装置的安装和运行环境均应满足相应的技术标准要求。110KV及以上电压等级的各网络应相互独立，为有效避免同一装置在接入不同网络时，所造成各网络之间的相互干扰，要求装置内部各网络的数据接口控制器也应完全独立。

（3）继电保护装置应直接采样，在采样时对多间隔或单间隔的保护适宜直接跳闸进行，如需要采取其它的跳闸方式，要求相应设备均应满足配置原则中对于保护可靠性和快速性的要求。对电子式互感器的采样可通过两路独立的采样系统进行，每路采样系统均应接入合并单元（MU）并采用双A/D系统，每个合并单元（MU）的输出两路数字的采样值可通过同一路通道进入同一套保护装置当中。

（4）对110KV及以上电压等级的单母线和双母线分段等接线型式中，各间隔适宜配置独立的三相ECVT，以提高继电保护的可靠性，并实现对二次回路的有效简化。

（5）继电保护装置之间的联闭锁、失灵启动等数据信息，适宜采用GOOSE网络的传输方式。对于断路器接点位置可采用网络传输，而本间隔则采用GOOSE点对点传输方式，间隔间适宜采用GOOSE网络传输方式。

3 对智能变电站继电保护未来发展的展望

当前，随着我国建设“具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网”发展目标的逐步实现，智能变电站的继电保护系统也将逐渐向着向着自动化、标准化和数字化方向迈进。

3.1 数据信息采集的自动化

随着当前电子式互感器与光电效应互感器等一系列高新设备在智能变电站中的逐步应用，为继电保护装置的自动化采集工作提供了基础与可能。而且伴随着变电站间隔层功能逐渐下放到过程层中进行完成，也使得变电站继电保护系统的集成化程度更高，结构也更为简单，也进一步加强了数据信息的采集工作中对电磁的抗干扰能力。同时，伴随着智能变电站监控模块的日益成熟，分布式结构模式的优点相较于集中式更加明显，也提高了对继电保护系统实时监控的效率，而且有效减轻了主控单元的负担。

3.2 网络通信的标准化

随着在智能变电站中，通信标准体系的提出，使得智能变中电力系统产品正日益朝着统一模型、统一标准以及互联开放的方向发展。网络通信标准化在继电保护配置中的应用，不仅避免了各网络间的相互干扰，保证了信息数据传输的真实有效，而且信息的标准化也使继电保护系统能充分保证在选择性、可靠性、速动性和灵敏性方面的配置要求。

3.3 数字化发展

数字化发展也是智能变电站发展的最终目标，随着当前智能电子设备、智能开关设备、光电式电流和电压互感器等新型设备的出现，也标志着我国智能变电站正逐步向着数字化方向迈进。在智能变电站继电保护配置中，随着数字化控制回路和数字化传感器逐步取代了传统的一次性回路，并通过一次设备、保护装置、二次回路以及通道之间的相互协调与配合，以有效发挥出了变电站继电保护的整体性能，实现了统一的运行管理。

4 结束语

在我国智能变电站的推广与建设中，继电保护技术一直是智能变电站的核心技术。继电保护技术与配置方案的良好实现，对提高变电站安全运行水平，以及实现现代化的运行管理都起到了极大的促进作用。我们应当进一步加强对继电保护领域新技术的研究与探索，以促进继电保护技术的发展与完善，为实现建设坚强智能电网的发展目标打下坚实的基础。

参考文献

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