智能变电站继电保护优化措施分析

向 洁

（囯网益阳供电分公司，益阳 413000）

1 引言

这些年我国随着经济的发展，对城镇和乡村进行基础工程建设，在全国范围内进行电网建设，由于我国幅员辽阔，气候、地势、环境不一，这对电站的建设和维护带来了影响。但是由于新技术的应用，尤其是在继电保护当中的技术应用，取得了一定的效果，从信号传输、信号共享以及自动化等方面都取得了阶段性的进展。由于我国用电量不断的增加，在智能变电站的建设与应用当中还需要不断的优化和发展，才能更好的为人民服务。所以更要对智能变电站继电保护技术进行分析研究，争取提高和完善其安全性和稳定性，从而确保智能变电站的正常而有效的运转。

1 智能变电站继电保护的特点

1.1 电力中的一次常规设备建设实现了智能化发展水平

一次常规设备在智能变电站的运用中，将智能组件和智能传感器同时安装到一次常规电力设备钟来，一次设备在控制和采样方面完全实现数字化。在实际运行中，通过光缆将控制命令和采样数据传输到一次设备与测量设备、计量设备、控制设备、保护设备和状态监测设备中来，通过智能组件和装置智能传感器完成安装后，一次设备就完成了智行能化的功能。

1.2 通信全面达到了标准化的规约

在建设智能变电站期间，严格采取相关的标准来对所有智能设备建立和完善通信接口和信息模型，加强统一标准来实现各设备之间无缝连接，通过各设备与变电站通信网络之间的连接，实现信息之间的资源共享。

1.3 有效增强自动化运行水平在智能变电站中的应用

智能变电站不但具有协调就地、区域和全局的功能，还可以把协同互动和在线决策进行更高级别的应用，自动化建设水平可以达到更复杂化和更多样化，因此在智能变电站中自动化的运行可以发挥较高的应用水平。

1.4 功能结构和集成实现了紧凑化

在现阶段的智能变电站中，由于不断提高的智能化应用功能及其技术，有效地实现了智能电子设备与一次设备和传感器三者之间的紧密结合，同时功能集成和物理集成是变电站自动化系统的特点，智能变电站二次设备和一次设备之间达到了紧密融合的层次，专业界限在变电站内变得更加模糊，可以说无论是结构还是功能集成在当前智能变电站建设中都具有紧凑化。

2 智能变电站继电保护结构分析

2.1 智能变电站继电保护中对“三层两网”构架分析

智能变电站对继电保护有其新的措施，与传统变电站相比智能变电站主要采取的是过程网络为中心，将IEC61850 作为通信标准，这样一来就要将构建进行重新分配，按照功能进行分析构架为三层，主要是站空层、间隔层、过程层，并且层与层之间会间接的构架出站控层网络和过程层网络。而在实际运行的过程中，站控层主要负责传输整数定制的召唤和修改，以及对波纹数据进行传输等。过程层主要是负责对传输的数据进行采值、跳闸和开关状态量等信号指示。同时，过程层还对定时性与可靠性具有严格的要求，这些性质和特点将直接的关系到智能变电站的功能是否能够正常的运转。

2.2 智能变电站继电保护中对数据帧传输机制分析

在智能变电站中对继电保护技术采取的是数据帧传输机制。在传统的变电站继电保护设置中也有进行采集和命令信号通道，并且由通道固定延时装置来对速率的构成进行延时传输，其保护能力是有限的。而智能变电站继电保护装置，主要运用的是以太网数据帧的结构来完成传输采集等状态指令的，所以在整个的过程中都是以交换机和光钎为介质的，由此过程层网络来进行通信的，所以在这一点上来看，智能变电站继电保护对工程层网络有着较高的依赖性。

2.3 智能变电站继电保护中对IEC61850 标准系统分析

在智能变电站中继电保护技术设计上使用IEC61850 标准系统，并且可以有效的保护网，以及为通信设计作为必要的参照标准。在传统的设计继电保护系统的构架过程中常常会出现实体的设备中包含多个逻辑设备，并且由基本的单元来实现逻辑点的划分。而对于通信协议也主要是通信服务类型和性能要求来进行特定的协议属性，例如SV/GOOSE 通信，为保证实时性传输层与网络层协议映射为空。所以在对继电保护设计过程中需要依照IEC61850 标准系统来进行参考。

3 继电保护在智能变电站中应用存在的不足

由于智能电网在我国电力系统的建设方面起步较晚，当前还处于起步阶段，因此在设备还是技术方面都不成熟，需要进一步的改进和完善，尤其是现阶段继电保护技术在智能变电站中的运用还存在一些不足，从不同程度上影响和制约了智能变电站的发展和建设。下面将继电保护优化技术在智能变电站存在的不足进行详细阐述，以便采取有效的措施对存在的不足能够加以改进。

3.1 较低的智能化水平

当前我国大多数智能化变电站是在原有变电站的基础上扩建和改建而形成的，在设备运行的实际过程中使用的较多设备数量，极大的浪费了资源量，从很大程度上影响了变电站智能化水平，使智能变电站得建设标准达不到要求。智能化各种设备的由于不同的厂家生产的连接线及设备，造成不兼容的连接线和端口，智能变电站运行的安全造成了不同程度的影响，对不兼容的连线和设备之间进行检查也增加了一定的困难。

3.2 不合理的设备接口连线

目前变电站中的设备普遍具有耗能和较多接口终端的现象，在设备运行的实际过程中，增加使用不同的设备对同间隔的一段GOOSE设备和SV 设备之间进行采样，给操作人员的实际操作增加了不利。

3.3 环境对电磁设备影响较大

电子式互感器的诸多零件已经逐步应用于当前的智能化变电站中来，造成在实际应用过程中，许多设备的性能由于环境原因而受到了干扰，在数据测量中，电磁设备出现了一定的误差，极大的干扰了数据测量的准确性，给智能变电站的正常运行增加了不确定的因素。

4 智能变电站继电保护优化措施分析

4.1 智能变电站继电保护设计进行间隔保护就地化

在智能变电站中安装继电保护设备时，要最大限度的遵守设备就地化安装的原则。一方面可以当有效的保证继电保护设备在事故发生过程中缩短反应时间，另一方面还可以由于减少事故所造成的损失。在现阶段所进行铺设的新型一体化微机线路方面，一般情况下都要求变压器保护措施与其一并进行，同时根据现场情况合理配置被保护的设备，最大限度的提高和促进智能变电站的平稳运行，保证设备和人员的安全。由于现阶段使用的新型保护装置大多都是采用的电缆采集数据模式，通过数字化处理具有一定的时间优势，同时通过计算机进行充分地分配和调配，保证在最短时间内启动继电保护设备的，使设备的安全性有效得到了提高。

4.2 智能变电站继电保护设计进行有效实施站域保护的功能

在同一个计算机网络的中，利用自身的优势来随时支配整个网站的所有内容，在受到外来的微机信号攻击的情况下，传统的后备保护系统就会被计算机自动的开启，因为全部信息传递的过程都是通过电信号的方式来的完成的，所以后备保护动作的完成时间有限，要求具备较高的发电站智能化灵敏性，实时保护电路的功能必须具备，这就叫做站域保护。

4.3 智能变电站继电保护设计进行减少端口，优化设备

现阶段，国内大多数变电站中使用的大多数电气设备都来自于西方发达国家的知名企业，技术成熟，设备先进，但这些设备都是他们根据他们国家变电站的模式来生产制造的，所以这就要求我们在选择设备的过程中要注重设备的兼容性、结构的复杂性、单位能耗和技术的先进性等方面，在保证设备质量的基础上，还要实现优化设备配置，最大程度的使设备的复杂程度降低，尽量避免出现不必要的端口，要为设备提供便利的操作环境，同时也与智能变电站的节能环保要求相一致。

4.4 智能变电站继电保护设计进行安全性优化措施

在智能变电站中继电保护装置都是以IEC61850 标准系统为参考依据的，并且IEC61850 标准系统的数据其保密性较差，并且在互联网环境中其透明度较高，在这样的环境下运行系统，很容易面临网络黑客的攻击，并且智能变电站的相关数据和信息安全也面临着威胁，所以要做好相应的工作，尤其是对运行的系统安全性进行分析。在未来的规划设计当中需要对IEC61850 标准系统有专门的加密系统，并做好多项的数据参考依据，来进行安全防护方面的措施。

4.5 智能变电站继电保护设计进行可靠性优化措施

现今，智能化变电站继电保护已经实施了全数字化的建设，在其运行的保护结构当中含有众多的电力电子设备，对于智能化变电站运行提供了稳定性和安全性，对持续供给社会用电提供了必要技术支持。但是在实际操作的过程中在选择电力电子设备时，需要对实际用电量和用电环境进行考虑，并做出相应的设计和规划，将设计方案的合理性与应用性达到最优化，最大限度的有效抵抗外界因素对继电保护系统的危害，同时降低信息不同步或者电磁兼容等方面出现的问题产生的影响，从而提升系统的运行稳定性。而对于保护结构当中的硬件设备受到的影响，需要采取有效的措施来提高系统的运行可靠性，比如在选择使用安全稳定的光线，以及使用自查性的系统来时刻进行稳定性的监测，对于不合理的部分做出相应的报警和提示，以确保问题早发现早解决，进而优化整个继电保护系统的可靠性。

4.6 智能变电站继电保护设计进行实时性优化措施

实时性是智能变电站继电保护技术的重要特点，但是在实施的过程中由于受到合并器链路传播延时，以及交换机延时因素限制，对变电站的数字化互感器传输效果造成一定的影响，使其传输的误差超出了合理的数值范围。所以针对这一影响，在对继电保护系统中对合并器连接，以及交换机实行并口连接进行合理的优化处理，确保继电保护系统数据传输实时化。

4.7 智能变电站继电保护设计进行同步性优化措施

应对继电保护同步性问题，应做好过流与过压保护，在保护动作当中在输入信号幅值正确性的要求，对同步信号要求较小，这样在保护动作当中即使丢失同步信号，也不会对继电保护系统产生太大的影响。

5 结束语

在确保智能变电站中继电保护所以设备正常运转的前提下，对继电保护技术进行研究，并对智能变电站所具有的特点和属性进行分析，从而找到优化点，并根据研究的角度进行分析整理，选择最优化的办法措施，从而降低相应的因素对继电保护系统的运行效果的影响，进而优化整个系统，确保智能变电站正常而稳定的运转。