分析智能变电站技术及其对继电保护的影响

黄图强

摘 要：现代社会的发展，促使着各行各业进行变革，尤是在针对变电站技术方面，传统的变电站技术已经不能满足新型社会的继电保护，所以要对其进行相关的改革和创新，只有在对智能变电站的架构体系和具体的使用影响方面进行研究，才能够保证智能变电站技术对继电保护产生实际的影响作用。

关键词：智能变电站；变电站技术；继电保护；三层两网

智能变电站技术对电网工程产生着非常重要的影响，尤其是针对继电保护所发挥的作用不可忽视，为了能够看出智能变电站技术的先进性，及其对继电保护的影响，本文从继电保护的架构体系出发，具体的研究出智能变电站主要采用“三层两网”的架构，以及应用IEC 61850的标准体系和高精度全网统一的网络同步对时系统，进一步的看出对继电保护产生数据保护和数据传输方面的影响作用。希望能够对实际的变电站技术创新有所启发。

1 智能变电站继电保护架构体系

传统的变电站在对用电保护上存在着一些问题，而在现代技术的支撑下，智能变电站对继电保护主要采用的是以过程层的网络为中心的组织结构，而在具体的示例之中，主要采用IEC 61850为其通信标准，这一通讯标准主要包括以下几方面：

1.1 智能变电站集中采用“三层两网”的架构

具体表现为：在其中的功能划分上主要分为3个方面，即站控层、间隔层和过程层，就这3个层面之间的结构而言，其中两两之间分别两个网络结构，即站控层网络与过程层网络，具体的表现形式如图1所示。

在对继电保护方面，主要的继电保护依靠站控层网络和过程层网络来共同实现，其中站控层网络主要进行数值的传输和修改以及对录波文件的传送，在经过过程层网络进行采样值的传输和对其中的开关状态以及跳闸、闭锁等信号的考核，达到实时性和可控性的目的，只有这样，才能保证对继电保护的功能落到实处，取得实效。

1.2 IEC 61850的标准体系

IEC 61850标准完全符合智能变电站对继电保护网络与通信遵循的规则。智能变电站所采用的IEC 61850通讯标准，主要是借助传统的继电保护设备的基礎上，对其中的功能单位进行创新，对其工作职能进行重新划分，从而满足对继电保护的功能。其中在针对实体设备的逻辑方面，按照其中的功能划分，可以把基本功能单元划分为数个逻辑节点，这个逻辑节点可以包括跳闸回路、保护算法、采样值处理等节点，IEC 61850的通讯标准能够完全满足其中的特定条件而达到通讯协议所规定的标准。其中可以采用SV/GOOSE通信技术保证在网络层的使用方面符合要求和规范，在具体的对继电保护的数据保护方面，IEC 61850标准能够完全保护继电保护的基本数据，并在此基础上对其数据进行分类拓展[1]。

1.3 以数据帧传输为基础进行数据运作

在对继电保护方面，对于整个数据的传输保护有着很高的要求。按照传统变电站继电保护方面，主要是设置专门的采样和命令信号通道，其中对于传输的速率方面更是有着固定的规范。在具体的智能装置方面，设置专门的采样值传输、开关的状态量以及对跳闸指令所规定的太网数据帧的形式和方法，在传输介质方面，主要依靠交换机和光纤。主要执行命令的是过程层。这种表现方式能够将其中所规定的对数据的传输做到严密保障，主要依靠过程层网络而达到对继电保护的全方面保护，能够将整个网络设计和策略调整为最佳状态。

1.4 模块化的保护功能组织形态

传统的变电站对继电保护主要是以装置为中心来实现的，这是由过程网的信息共享中有固定的保护组织决定的。在智能变电站的保护功能中，主要实现了对变电站的功能分化，多个装置独立运作，保证了效率的提高，同时在对信息的保护方面，实现了灵活的组织功能，这种保护模块能够将整体的保护功能落到实处，实现具体的功能强化和提高保护效率。

1.5 高精度全网统一的网络同步对时系统

传统变电站的继电保护主要采用IRIG-B码来对网络保护，有的采用光纤方式来达到对网络的对时同步。在另一个方面，智能变电站采用的是不同于传统变电站的网络化运行模式。这其中的原因主要是传统的网络对时同步系统在传输发方式上有诸多限制，需要固定的传输通道，不能够适应网络化的信息共享的发展趋势[2]。第二是因为传统的IRIG-B码对时同步系统主要是单向放射性的方式，很容易受到线路的状态影响，具体的继电保护需要高精度的统一网络的对时方式，这样能够对整个通讯网络实时且全面的监控。

2 智能变电站技术对继电保护的数据信息及保护原理的影响

从能够实现对继电保护的数据保护角度来说，传统的继电保护方面与智能的变电站技术存在着明显的不同，其中智能变电站对继电保护的影响主要来自于3个方面。

2.1 电子式互感器的使用使得继电保护的源数据性质有所改变

传统的电磁互感器在针对传变特性和一些整定规则方面有着需要优化和调整的地方。并且由于电子式互感器的采样存在着特殊性，尤其是在针对数字化的数据处理方面，有可能会造成一些数据的不同步和延迟的问题，这种问题需要进行系统的改进和深入的研究。从另外一个角度来说，电子式互感器的一些线性优势和频带宽度的优势能够针对继电保护产生全新的工作原理和不同的计算处理方法。

2.2 二次信息的网络传输使得继电保护数据的传输方式有所改变

在传统的对继电保护方面，针对其中的网路传输有着固定的传输模式，这种模式存在着路线固定和保护程度低的缺点，其中对于实时性和可靠性不能做到完全的保护，而在新型的智能化的变电站方面，对于信息数据的传输有了新的网络传输技术面，二次信息的网络传输能够为信息和数据的共享搭建一个稳固的平台，也使得保护性得以提高，能够保证整个保护方式变得简便而灵活，也能够促进一种新型的保护方式来实现对数据信息的保护[3]。从另一个角度来说，网络化的传输方式本身就要能够为数据提供可靠性和实时的全面保护，在具体的处理方式上要能够保证数据的处理方式做到全面且细致，从而能够保证信息的准确性和实时性，这对具体的数据保护提出了新的要求。

2.3 二次信息处理系统对继电保护数据的处理和利用方式有所改变

在智能变电站对继电保护的过程之中，由于新的通讯标准IEC 61850通讯方式的推广和使用，能够实现在设备之间的互相联系和互相沟通，甚至有的条件下可以达到互换的效果，这种方式能够为二次信息与具体的IED设备产生分离的效果，两者独立工作，又相互联系，这能够为两者之间的使用和数据分析奠定基础[4]。从另一个方面来说，整个设备所涉及信息和数据非常庞大且复杂，只有在对整体的信息进行整理和收集的基础上，才能够为继电保护的设备和仪器及最终的实施过程奠定基础，从而对整个设备的保护配置和数据信息实现全新的保护效果。

3 结语

总体来说，传统的变电站技术所实现的对继电保护的功能还不够全面且具体，而在智能变电站方面，智能变电站是智能电网建设的核心环节，只有能够对智能变电站的原理和组织模式架构体系进行充分研究，才能对智能变电站技术发展和具体推广使用过程中产生的问题加以解决，只有这样，才能够将电网稳定向前发展落到实处，从而能够保证智能变电站的技术科学性和方向正确性，有利于实现科学可持续发展。

参考文献

[1]蔡泽祥，王海柱.智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].机电工程技术，2012，（5）：1-4.

[2]周得柱.浅談智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].科技资讯，2013，（3）：113.

[3]张小俊，陈艳.浅谈智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].通讯世界，2013，（21）：187-188.

[4]戴静.研究智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].科技传播，2016，（7）：152，165.

（作者单位：广州番电电力建设集团有限公司）