智能变电站建设中继电保护工作创新思路探究

马军

摘要：目前，我国的电力行业取得了突飞猛进的发展，电力行业正面临着重要的变革。智能变电站已成为我国电网建设中的首要项目，随着低碳经济与可持续发展策略的正式实施，电力企业也开始步入追求经济与环保发展的队伍，而智能化的变电站便是其中最有特色的建设项目。文章对智能变电站建设中继电保护工作的创新思路进行了探究。

关键词：智能变电站；继电保护；创新思路；电力行业；电网建设 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2016）19-0167-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.080

变电站是一个汇集信息流、电力流、业务流的系统，而伴随智能化电网的建设，智能化变电站的建设已成为电力行业所面临的重要难题。变电站是电力网络中的一个基本组成，因此智能变电站的建设已成为我国智能化电网建设的首要内容。本文从智能变电站的基本概念及特点、智能变电站的基本原理、智能变电站对继电保护工作提出的要求、智能变电站建设中继电保护工作的创新思路等方面对智能变电站建设中继电保护工作创新思路展开详细的探讨与分析。

1 智能变电站的基本概念及原理

1.1 智能变电站的基本概念

智能变电站是指使用可靠、先进、环保、低碳及集成的智能化设备，追求全站通信平台的信息化、全站信息的数字化以及信息共享的标准化，并能够自动完成信息的测量、采集、计算、保护、控制及监控等基本功能的变电站系统，是由站控层、间隔层及过程层三个部分组成的，如图1所示：

1.2 智能变电站的基本原理

智能变电站的继电保护工作原理是在温度升高、电压突变、电流增加等突发问题出现时及时采取跳闸措施以保护电路的过程。因此，为了确保跳闸过程的准确性与可靠性，保证继电保护工作正常进行，工作人员需提前对系统所具有的可靠系数进行相关计算，使其保证在1.3～1.5的标准范围内。值得注意的是，继电器的灵敏系数还包含保护动作值与故障发生最小值，此时的标准范围便在1.2～2之间。

2 智能变电站的基本特点

2.1 一次设备的智能性

智能变电站的基础便是一次设备的智能化，目前，一次设备智能化并没有得到真正的运行，现阶段多采用智能组件与一次设备组合而成的一次设备，例如智能变压器及智能断电器等。这些设备因为采用了光纤网络及数字化电子互感器而促使数字化数据交换过程的良好

实现。

2.2 二次设备的智能性

传统变电站中的二次回路具有较多的缺点，因此智能变电站将其进行了较大程度的弱化，二次设备中通信连接全部借助光纤实现，所以二次设备能够确保资源与数据共享的真正实现。此外，传统的导线及电缆的连接方式均已被数字公共信号所替代，这不仅降低了连接导体、电缆及端子的使用率，同时也使得变电站的控制过程更为简单化，继电保护系统更具可靠性。

2.3 运行控制的智能化

智能变电站系统中会采用大量智能化的决策对系统进行支持，这便使得整个变电站系统的自动化水平有所提升。此外，调度中心的相关操作也会使得控制命令能够在该系统中自动地执行，同时还会具有自动性的审核、校正功能。

3 智能变电站对继电保护工作提出的要求

电力系统的供电安全与供电质量主要依赖于继电保护工作，因此继电保护工作对我国智能变电站的建设具有举足轻重的意义。现阶段的智能变电站系统是在传统的变电站系统基础上所进行的优化与升级，因此传统的继电保护工作已不能满足电力企业的需求。所以为确保智能变电站建设工作的顺利完成，应根据智能变电站的建设需求开展继电保护工作。

3.1 智能变电站的数字化

随着网络时代的到来，我国的变电站系统也逐渐向着智能化与数字化的方向发展，其中主要的特点是，现阶段的智能变电站具有较强的信息获取能力。与传统的变电站相比，智能变电站的继电保护主要用于对电路供电质量及供电安全的保护。信息化与网络化技术的不断发展推动智能变电站信息获取过程的飞速发展，使得员工能够以最快的速度获得各个变电站设备及仪器的相关技术、参数指标，从而为变电站的故障处理提供有力的数据及技术支撑，所以智能变电站均具有较为完善的电力数据信息。

3.2 智能变电站的功能性

伴随我国智能变电站建设进程的不断推进，信息技术与互联网技术已在智能变电站中获得良好的应用。如今，我国的电力企业已根据继电保护工作的实施建设起专门的网络，该网络的建设会推动我国智能变电站向着功能性的方向发展，从而大大提高工作人员的操作水平。例如，在智能变电站中使用统一的控制器、可控性的串联补偿装置以及静止的无功补偿装置等。

4 智能变电站建设中继电保护工作的创新思路

随着设备、仪器及技术的不断发展，智能变电站的继电保护工作环境越来越优越便利、越来越灵活、也越来越容易控制，但是目前的智能变电站大多是基于网络的基础上建立起来的，继电保护信息的获取以及信号的发送媒介均变成了数字化的新型模式。因此，继电保护工作的开展首先要充分利用变电站的内部资源，从而使得继电保护配置得到进一步的优化，例如电气元件的保护性指标及相关信息等。此外，网络信息所具备的数字化特点也在一定程度上促进了信息可靠性与安全性的实现。因此，根据智能变电站建设过程中所存在的继电保护问题，相关人员应采取积极的处理措施，并提出创造性的对策。

4.1 实现智能变电站的数字化

变电站互感器的传输性直接受到继电保护性能的影响，从某种意义上说，降低传感器的故障率、提高互感器的传输效率便可提升继电保护的性能。因此，在变电站智能化发展的背景下，继电保护工作可以顺利开展，并不需要考虑电力互感器的饱和、二次回路的短路以及回路接地错误等问题。此外，智能变电站还能在较大程度上增加数据的可靠性与电气量传输信息的时效性，这些优势均可提升继电保护装置的基本性能。例如，WANS及PMU网络的使用可以为智能变电站提供紧急控制与科学运行的有关信息。特别是在网络系统已经建设完成的前提下，其不仅对传统继电保护设施的延时性进行完善，同时也在一定程度上提高了对时间的敏感性，从而使得系统故障点的判定过程得以有效进行，最终保证停电等事故应急处理的顺利进行。因此，继电保护可以通过借助智能变电站的数字化传感特点，对各种辅助功能进行良好的优化，以此提高自身的基本性能。

4.2 使用新兴的技术手段

目前，智能变电站建设过程中所使用的新型能源主要包括风能、太阳能及生物能等，而新技术的实行仅靠这些新能源是不能完成的，除此之外，工作人员还要运用新思想，例如继电保护中的自适应保护思想等。在引入新能源以后，工作人员应在建设过程中注意能源接入过程的随机性，在确保智能变电站接入过程安全的基础上，进行相应的调度，使得效率更高、操作更灵活。其中，对智能变电站进行灵活的控制已经成为智能变电站良好发展的关键，其不仅能够对传统故障进行良好的改进，同时也能促进新技术的良好使用。例如，为了提高智能变电站的智能化水平，必须要在智能变电站中安装智能断路器。目前，常见的高压开关设备有空气绝缘的敞开式开关设备、混合技术开关设备、气体绝缘金属封闭开关设备。相比于其他两种开关设备来说，混合技术开关设备更加先进，在变电站中应用混合技术开关设备可以有效解决开关运行可靠性方面的问题，而且设备自身的体积也比较小，可以有效减少占地面积。虽然混合技术开关设备具有很多的优点，但在智能变电站使用的过程中仍无法满足智能化的要求。因此，必须要将混合技术开关设备和其他的装置连接在一起使用。可以将混合技术开关设备和保护装置、表计等连接在一起，提高智能断路器的智能化水平。

自适应保护思想在传统的继电保护工作中只是被用于数值调整及分析过程，其功能具有较差的灵活性与相对的单一性，因此会导致整个智能变电站的网络信息不通畅，最终难以保证信息的及时性与准确性，从而使得变电站本身的运行失去科学依据。而数字化技术的引入使得自适应保护思想得以良好的应用，并使得智能变电站能够根据有关信息完成定值与分析过程。此外，由于这些信息具有较高的准确性，继电保护工作也得以更好执行。

4.3 与传统继电保护的配合

在智能变电站建设的过程中，工作人员一定要充分考虑对数字化变电站及计算机的保护，追求两者的完美协作与配合。值得注意的是，不同的继电保护工作之间具有不同的协作与配合方式，其通常包含如下两个方面：第一，当变电站线路采取差动保护方式时，线路的一侧所采取的电流互感器为电子式的，而另一侧采取的则是电磁式的。一旦故障发生，电磁式的互感器会出现单端性的饱和现象，这就使得线路两端的差动保护实现对单端饱和现象的判断，并对误动进行有效保护；第二，原有线路是根据模拟式互感器来实现差动保护的过程，值得注意的是，该过程中也会出现不同传感器信息不同步的问题，这也需要工作人员做进一步分析与

研究。

5 结语

随着社会的不断发展，我国的电网建设已发生重大的变化，而其中的继电保护工作也处于不断完善与发展过程中。变电站保护系统的数字化及网络化发展使得传统的二次回路完全消失，因此继电工作人员如何在新的发展形势下，利用并发挥新技术、新设备的功能是目前面临的一个难题。

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（责任编辑：周 琼）