变电站继电保护就地化整体解决方案研究

郭骏

【摘 要】电力事业关乎社会民生，在社会经济持续增长下，生产力水平显著提升，社会各个行业用电量不断增长，新时期对于电力事业发展提出了更高的要求。继电保护设备被称为电网安全卫士，为电网的正常运行保驾护航，其运行可靠性直接关乎到用户用电质量。近年来，继电保护发展迅速，不断涌现的前沿技术和工艺促使设备更新换代，旨在不断提升电力系统运行可靠性。本文针对继电保护就地化整体解决方案存在的问题深入剖析，包括电磁环境适应性、气候环境适应性和二次回路可靠性等问题，提出自动检测和智能检测的运行管理模式，推动电力系统安全稳定运行。

【关键词】变电站；继电保护；就地化；解决方案

电力行业作为国民经济持续增长的重要组成部分，在建设和发展中，越来越多先进技术和设备应用其中，促使变电站逐渐自动化和智能化发展。变电站继电保护同样经历了数十年的创新和发展，无论是物理形态还是运维技术都发生了不同程度上的变化[1]。继电保护中，保护技术不断推陈出新，但是始终围绕着四性要求，促使继电保护工作效率大大提升，故障几率下降，促使电力系统运行更加稳定。但是，伴随着电力供应需求量增長，投运变电站数量不断增长，运行保护设备规模不断扩大，导致一系列新的问题出现，在不同程度上影响着变电站的安全稳定运行，还需要进一步完善和解决[2]。

一、变电站继电保护就地化配置

1.整体配置原则

（1）继电保护坚实可靠性、灵敏性、选择性和速动性要求，就地化通过对以往变电站继电保护运行经验总结后，有助于解决当前变电站继电保护环节复杂和数据可靠性不足的问题，促使继电保护可靠性得到显著提升[3]。

（2）继电保护就地化要求安装标准化，选择更加紧凑的结构，可以适应复杂的电磁环境，实现无防护的户外安装。与此同时，对于继电保护设立标准化的接口，设备间即插即用。

（3）继电保护就地化方案应该根据断路器设置间隔保护单元，逻辑独立的方式实现线路保护，具备主变保护和母线保护功能。间隔保护单元在一次设备附近安装，根据实际情况选择直接跳闸或直接采样方式，对数据采集环节进一步优化，降低电气连接距离。变电站的过程层和站控层网络设计中，站控层采用IEC61850通信协议的制造报文规范MMS，而过程层则是选择IEC61850-8-1和IEC61850-9-2协议，实现共网传输。

2.继电保护配置方案

（1）线路保护方案。对于线路保护配置方案的设计，需要充分结合实际情况，双母线接线方式的线路间隔，可以采用两个断路器的间隔保护单元，实现独立数据采样，1台间隔单元可以独立完成线路保护功能。线路保护应该以线路测电压优先选择，也可以依据装置配置电压切换模块。

（2）母线保护配置方案。母线保护配置方案在设计中，为了确保母线保护功能的发挥，可以选择分布式方案，线路保护复用间隔保护单元。逻辑上的主机主要是负责数据计算，也可以根据实际需要将保护功能分布到子机，实现独立预算，采用无主式母线差动保护方案。

（3）变压器保护配置方案。对于变压器保护配置方案设计中，推行分布式方案，侧断路器对应间隔保护单元，形成双向环网，为高压侧间隔保护单元实现变压器差动保护，变压器中性点电流接入到变压器保护环网中，提供变压器保护功能。

3.间隔层设备

（1）测控。结合断路器特点，设置间隔测控单元，实现一次设备数据信息的自动化收集和处理，将其传输到站控层网络，通过站域级测控装置配置，可以实现间隔内联闭锁功能，测控功能。

（2）故障录波。借助过程层网络实现数据信息的采集，将间隔保护单元信息在系统中记录，实现跳闸保护。

（3）交换机。在满足安装条件后，可以在间隔二次设备就近组网，这样可以有效缩短设备连接距离，减少光缆能源消耗，提升系统运行可靠性。

4.就地化继电保护管理单元

由于液晶材料等无法适应就地化无防护安装的严苛环境，新一代的就地化继电保护设备液晶显示屏和按键被取消，由于在就地无法再通过按钮和显示屏进行人机交互，这样导致现场的维护工作受到了一系列的阻碍和制约，工作十分不便。所以，变电站内增加配置就地化继电保护管理单元，实现对系统的实施监控和诊断，确保系统可以安全稳定运行。

二、继电保护就地化运维技术

1.就地化继电保护智能安装系统

就地化继电保护装置运行环境较为复杂，所以设备的运行管理和控制难度较高。对此，部分专家创新性的提出就地化设备微环境智能控制。就当前一种常见的继电保护系统来看，在间隔布置基础上的就地化继电保护智能安装系统，其中集合了装置运行状态采集、温湿度采集和照明等多项功能，确保就地化继电保护系统可以安全稳定运行，实现系统运行数据的记录和存储。光伏效应存储电池可以作为对于变电站继电保护装置的备用电源，确保外部电源断电后装置仍然可以正常运行。如果设备运行中由于高温出现冒烟、绝缘烧毁现象，可以通过消防喷淋系统尽可能解决其中的异常问题，将异常情况控制在合理范围内，实现对设备除尘降温工作。

2.就地化继电保护自动测试系统

对于就地化继电保护自动测试系统来看，可以实现作业现场即插即用。实现测试模板自动生成和保护。具体主要是由以下几个方面组成：①结合被测试装置运行环境，实现设备配置信息和测试模板的自动生成，根据实际情况来选择测试项目，为用户提供更多样化的选择。②根据选定的自动测试模板，将测试终端连接在一起，为主机提供测试功能。测试终端在执行命令时，模拟故障电气量信息，实现数据信息的收集和反馈，形成闭环控制，判断各项指标是否满足实际要求。③设备测试结束后，自动化生成报告，传递给主机服务器，将测试报告存储到数据库中，进行统一化管理。

3.就地继电保护现场检修

就地化继电保护装置运行中，由于人机交互界面取消，只能在智能管理单元远程实现控制，在一定程度上导致工程现场运行维护工作难度较高，涉及内容较为复杂。针对此类问题，智能运维终端可以实现数据信息自动化采集和加工，是信息资料传输的基础载体，结合实际情况开发APP，完成设备的运行、维护和检修工作，将数据信息传输存储到数据系统中，促使系统自动化管理和控制。通过智能运维终端运用后，可以实现自动化检修、巡视和回路映射，协调各项工作开展，借助信息网络技术来辅助工作开展，降低运行维护负担，提升工作效率，促使智能运维提高运行可靠性，对于就地化继电保护创新和发展具有重要的促进作用。

4.就地化继电保护运维支撑

变电站运行中越来越多先进技术和设备应用其中，促使变电站智能化水平不断提升，可以有效降低人工劳动强度，同时对于设备远程管理提出了更高的要求。通过就地化继电保护远程运维系统，可以推行更具创新型的管理模式，实现远程监控和智能化管理。站端设备中集合了先进的测量和传感技术，可以实现设备的实时监控和管理，包括设备的温度、湿度和电压等指标，将这些数据传输到系统中。与此同时，应用数据挖掘技术进行精益化评价，可以实现系统的智能化运行维护和管理，促使继电保护运维工作智能化和远程化，推动继电保护系统运行和发展。

三、结论

综上所述，在变电站继电保护中，保护技术不断推陈出新，紧紧围绕着四性要求，改善传统技术和设备中的缺陷与不足，促使继电保护工作效率大大提升，实现系统的远程控制，逐渐朝着自动化和智能化发展，促使电力系统运行更加稳定。只有这样，才能为社会发展提供更加可靠的电力服务。

【参考文献】

[1]张春合，陆征军，李九虎等.数字化变电站的保护配置方案和应用[J].电力自动化设备，2015，31（6）：122～125.

[2]吴赛，仝杰，朱朝阳等.智能变电站就地化保护无线接入方案设计[J].电力建设，2017，38（5）：69～75.

[3]吴蕾，董若溪，赵亚飞等.变电站保护多功能合一及无防护就地化研究[J].山西建筑，2017，43（1）：145～147.