当前智能变电站继电保护系统中存在的几个重要问题

李承义

【摘 要】随着科学技术的发展，我国的电力行业正逐渐呈现出智能化的趋势，近年来，智能电网正逐渐显示出迅猛的发展势头，这也预示着未来的智能变电站拥有者良好的发展空间。相较于传统变电站，智能变电站是先进技术下的产物，其组织框架、网络通讯等方面都存在着极大的差异，导致在智能变电站中的继电保护系统和传统的存在着显著优点，并且在对数据信息的搜集、以及电磁兼容等问题上还有着诸多不足需要进一步应对。在本篇文章中我们将围绕智能变电站继电保护系统中表现出的不足加以分析，并就未来的研究给予相对的展望与意见。

【关键词】智能变电站；继电保护；系统

中图分类号： TM63；TM77 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）31-0031-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.015

【Abstract】With the development of science and technology， the power industry in China is gradually showing the trend of intellectualization. In recent years， the smart grid is gradually showing a rapid development momentum， which also indicates a good development space for future Smart Substation owners. Compared with traditional substation， intelligent substation is the product of advanced technology. There are great differences in its organizational framework， network communication and so on， which leads to significant advantages of relay protection system and tradition in intelligent substation， as well as data information collection， electromagnetic compatibility and other issues. Many deficiencies need to be further addressed. In this paper， we will analyze the shortcomings of the relay protection system in smart substation， and give relative prospects and opinions for future research.

【Key words】Smart Substation； Relay protection； System

0 前言

在社会不断进步的当前，信息技术水平正处在迅速发展的阶段，当前各项先进技术已经全面的普及到了各行各业各个领域，极大的改变着我们的生活与工作。在电力行业，先机技术的运用也衍生出了智能电网这一事物，并显示出迅猛的发展势头，成为今后电网一个重要发展方向。和传统的变电站不同，智能变电站的组成和框架都存在极大差异。在智能变电站中，其二次系统一般涵盖了电子式互感器、合并单元、交换机等组件，其中传统变电站中互感器、保护和断路器间繁琐的电缆硬导线链接方式变成了光纤的链接方式。在保护测控设备中，所涉及都的电流电压等数值在进行输入的时候从之前的模拟信号改编成了数字信号，而对于模拟信号的采集同样从之前的在装置内部完成改编成各个合并单元来完成。对于智能变电站来说，其内部几点保护系统受到多方面的影响，不管是电子式互感器的传变特点还是对信息搜集的精确程度，还是全站时钟的精准程度或者是在运行时候的暂态量全都是重要影响因素，很容易导致其运行不稳定。下面我们将从几个方面说收，针对当前已获取的成效加以阐述，并在此基础上对今后研究工作的开展提出相应的建议。

1 电子式互感器的传变特点

对于电子式互感器来说，其一般能够分成两个部分，依次为电子式电压互感器以及电子式电流互感器。其中电子式电流互感器还包括电磁传感、光学传感以及电子传感这三种类别，而电子式电压互感器包括电气分压以及光学传感两种类别。

1.1 电子式电流互感器

从当前的情况来看，所有的电子式互感器中，运用最为普遍的就是罗氏线圈电子式电流互感器这种，而针对其研究工作的开展也相对比较普遍。就当前的情况来看，在世界范围内针对光学原理的互感器的具体的运作还没有足够的经验累积。不仅如此，光学互感器同样会被诸多因素所影响，包括其表层所承担的压力大小、所出于条件优良状况等，随着外界条件的改变，互感器的测量值也会有所不同。但是，在过去很长时间的实践中，外部条件是持续改变的，所以怎么防止外部条件因素给互感器造成的制约影响和怎么高效便利的实现对互感器的测量误差的弥补同样变得十分关键，需要进一步的处理应对。

1.2 电子式互感器给继电保护所造成的影响

随着电子式互感器的运用，为继电保护系统稳定性欲适宜性特点造成了很大程度上的变化。因为在电压值的持续加大影响下，传统电磁式互感器绝缘组成框架会变得尤为繁琐，同时互感器本身的体积也会随着变大，于此同时造价也就相应的提高，同时传统电磁式互感器还变现为磁饱和，铁磁谐振，动作范围不够大等不足。而电子式互感器的出现，恰好弥补了之前的缺陷，它的组织框架更为紧密、体积更小巧、不会饱和，这给数字信号的传送带来极大便利。这和当前继电保护系统组件的发展方向与形势是相顺应的。在电站技术水平不断提高的影响下，变电站内部的电磁环境变得越来越繁琐，电子式互感器在开展工作的时候经常会被电磁多扰乱。其中内部的采集器是受扰乱最多的一个部分。根据过去的实践经验证实，在断路器、隔离开关以及接地开关在开展分合作业的过程中，另外还有系统发生短路的情况下，均将由极大的电磁扰乱。在过去的几年间，我国电网出现很多因为变压器空投以及线路合闸时候所出现的感应电流导致周围变压器、发电机以及线路的安全事故出現。从现有的情况来看，针对单独存在的变压器、发电机以及互感器的研究工作开展较为普遍，不过在具体的系统中间，这部分非线性铁磁元件的暂态过程一般都会彼此间产生影响作用，无法把每一个单独的去对待，这导致针对它们的研究工作十分繁琐，很难进一步的推进，现在依旧未有较为显著的研究成果出来，没有防止它对保护影响的有效处理手段。

2 对时系统和数据传输网络给继电保护系统所造成的影响

和传统的变电站不同的是，智能变电站在运行的过程中，对于数据传输网络本身的安全稳定性有更严格的要求标准，对于不同组件彼此之间的一致性有更多的需求。万一在数据传输的过程中发生故障问题，则会给继电保护系统以及测控系统带来十分严重的影响，严重了还会导致系统无法正常运作。对于智能變电站而言，因为在它的站内过程层一致性是脱离了对卫星绝对时钟信号的，那么卫星同步信号在这种情况下将会变成一定程度的干扰。假如在变电站中的时钟来源选择的是当地的时钟，那么就能够避免获取到的卫星信号不够稳固所造成的不便影响。

3 就地化保护带来的影响

传统变电站继电保护系统的保护装置放置在小室内，而把互感器放置在现场。随着智能变电站的运行经验不断丰富，发现智能变电站的电子式互感器长期工作在环境多变的户外会造成电子式互感器采样信息的突变故障和渐变故障，这对于保护系统的长期稳定运行是一个巨大的威胁。由此，提出了就地保护的概念。采用就地保护时，将保护装置整体放置在室外的被保护元件附近，可以使用传统的互感器进行测量工作，对交换机和光纤的需求会大大降低，从而减少了网络出现故障影响保护正常动作的风险。另一方面，就地保护条件下，各个保护装置之间所用的信息直接取自互感器，对网络的依赖程度降低。一旦通信网络发生小的故障或者其他保护的测量环节发生故障，保护仍可能继续工作，从而提高了保护的可靠性。然而，由于将保护装置整体放置在户外，在多变的自然环境和复杂的电磁环境下，保护装置能否长期有效地工作还有待探究。

4 异常数据

智能变电站的信息可以做到站域共享，这一方面提高了变电站的信息化程度，给站域保护的实现提供了基础，另一方面对信息的正确性也提出了更高的要求。互感器采集的异常数据不仅仅会对自己所在的间隔产生影响，甚至会对其他间隔也产生影响。“飞点”是电子式互感器常见的一类异常数据。“飞点”数据的品质位仍标记为正常，因此合并单元仍然将其作为正常信号来处理，但“飞点”本身已经完全不能反映原始信号的信息，通常幅值很大，在波形上表现为突然出现的尖峰。“飞点”信号的这一特征常常会使保护系统将其误认为是故障信号，从而出现误动。怎么去辨别“飞点”与复原“飞点”处的数据信息成为目的对“飞点”的关键环节。

5 结束语

总而言之，随着科学技术水平的不断提升，电力行业受到了极大的影响，电力系统正显示出智能化的趋势前进。这一进程的推进，让智能变电站技术备受大众关注。而在智能变电站中，电子式互感器的普及与运用，也让其数字化水平有了更高的提升，并且还有效处理了传统互感器体积过大、容易饱和等不足。不过，不可避免的，在智能变电站中的保护系统同样存在诸多不足。第一，在智能变电站中，电子式互感器是十分关键的组成部分，关于它的传变特证暂时还没有一个比较全面系统的研究，第二，在电子式互感器中合并单元是极为关键的中心，它能不能安全稳定的运行是被多方面影响的，包括运用具体的计算方法、受到的电磁干扰情况、所受到的外界条件影响，怎么有效的避开这些问题也是十分迫切是事情。第三，针对现在就地化保护的发展方向，当处在特别繁琐的电磁条件下继电保护装置本身的稳固性与适宜性还需要更深入的去研讨。总的来说，智能变电站未来的发展是十分光明的，发展空间也很大，不过针对上面的几点问题还是需要格外的注重应对。在各项技术被攻破，技术水平持续提升的影响下，智能变电站技术一定会有更广阔的进步空间，智能电网的建设同样会有极大的突破。

【参考文献】

[1]车兵，许家焰，徐晓春，汤同峰.智能变电站二次检修安措防误技术研究[J].电力系统保护与控制，2018，46（02）：150-156.