智能变电站继电保护技术优化措施

杨凤敏

【摘 要】变电站自动化技术的应用，对智能变电站的建设发展具有重要推动作用，为实现智能电网的建设具有重要意义。智能变电站运行模式更为复杂，很容易受到各方面因素的影响，为提高其运行的稳定性与安全性，必须要对其做好继电保护处理。本文就智能变电站继电保护技术的优化措施进行了简要分析。

【关键词】智能变电站；继电保护；数字化

继电保护技术在实际应用，已经取得了良好的效果，从信号传输、信息共享以及自动化水平等放慢进行分析，智能变电站的建设与应用具有更大的优势。需要从智能变电站实际应用中进行优化分析。在对智能变电站继电保护技术的分析中，需要了解其保护特征，争取提高其实施的安全性、实时性、稳定性等方面功能，来确保变电站运行效果可以满足供电需求[1]。

一、智能变电站的特点

（一）一次设备智能化

在智能变电站一次设备内，可以将智能传感器和智能组件嵌入到一次设备，可以使一次设备在采样和控制方面实现数字化。在实际运行过程中，一次设备与保护设备、测量设备、计量设备、控制设备和状态监测设备之间的采样数据和控制命令都是通过光缆进行传输，因此通过装置智能传感器和智能组件后，一次设备具备了智能化的特点[2]。

（二）通信规约标准化

在智能变电站中，需要严格一定的标准来对所有智能设备进行信息模型和通信接口的建立，从而使设备之间能够完全做到无缝连接，并按照统一标准，各设备与变电站通信网络进行连接，从而实现信息之间的有效共享[3]。

（三）提高运行自动化水平

智能变电站不仅可以协调就地、区域和全局的功能，而且支持在线决策和协同互动的高级应用，具备更多样化和更复杂化的自动化功能，所以说智能变电站运行自动化处于较高的水平。

（四）功能集成和结构紧凑化

在当前智能变电站中，由于智能化技术的不断提高及其应用，功能传感器与智能电子设备和一次设备之间有效地实现了结合，同时变电站自动化系统具有物理集成和功能集成的特點，智能变电站一次设备和二次设备之间实现了紧密融合，变电站内专业界限更加模糊，可以说当前智能变电站无论是功能集成还是结构都更具紧凑化。

二、智能变电站继电保护结构分析

（一）“三层两网”构架

与传统变电站继电保护不同，智能变电站主要是利用过程网络为中心，将IEC 61850作为通信标准，则按照功能分析构架可以分为三层，即站控层、间隔层以及过程层，并且没两层之间会构成站控层网络与过程层网络。其中，站控层主要负责传输整定值召唤、修改以及录波文件的传送等；过程层主要负责传输采样值、跳闸、开关状态量以及闭锁等信号，对定时性与可靠性具有严格的要求，关系着变电站各项功能是否能够正常运行。

（二）数据帧传输机制

传统变电站继电保护设置有负责采样以及命令信号通道，由通道固定延时以及装置处理速率构成传输延时，保护效果相对固定。而智能变电站的继电保护，主要是利用以太网数据帧的形式来完成传输采样值、获取开关状态量以及下达跳闸值指令等，整个过程以交换机以及光纤作为介质，并由过程层网络来完成通信。由此可以确定，智能变电站继电保护对工程层网络有着较高的依赖性。

（三）IEC 61850 标准体系

IEC 61850为智能变电站继电保护网络以及通信设计必须要遵循的原则，在设计继电保护系统构架时，往往一个实体设备中会包含多个逻辑设备，并且由基本单元来实现逻辑节点的划分，如跳闸回路、保护算法以及采样值处理等节点。对于通信协议，主要就是通信服务类型以及性能要求等来映射特定通信协议，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。

三、目前智能变电站继电保护技术存在问题

（一）智能化水平低

当前我国智能化变电站多是通过对原变电站进行改建和扩建而建成投产的，在实际运行过程中需要使用到的设备数量较多，而且设备资源消耗量较大，这在无形中会导致变电站智能化水平降低，无法达到智能变电站建设时的要求。各种设备之间都有着智能化连接端口，但由于设备及连接线多是由不同厂家生产的，这就导致设备运行过程中，端口和连接线之间存在不兼容的问题，影响智能变电站运行的安全，而且对设备和连线之间不兼容现象进行检查也存在一定的难度。

（二）设备接口连线不合理

当前变电站中存在众多的耗能设备，而且设备存在许多接口终端。但在实际设备运行过程中，同一段间隔的SV设备采样和GOOSE设备之间的接口连线都需要在不同设备之间进行，这就导致设备接口终端需要增加，这对操作人员的实际操作带来了诸多的不便利。

（三）电磁设备受环境影响较大

当前电子式互感器在智能化变电站的诸多零件中都开始广泛应用，这就导致这电磁设备在实际应用过程中极易受到环境因素的影响，使电磁设备测量准确存在一定的偏差，影响测量数据的可靠性。这对电磁继电保护设备在应用过程中的稳定性和可靠性带来了较大的影响，智能变电站运行时不确定因素增加。同时当前变电站中所使用的一些电气设备，在实际生产过程中并不建议使用新型的电磁式继电保护设备，这样可以有效地提高继电保护设备的可靠性。部分就地安装的变电站使用设备，由于受制于技术的人们显示器，一些技术端口还无法用到，这些大量的端口存在不仅会对工作人员实际连线带来困难，而且还会造成技术资源的浪费时间，与智能电网节能和环保的要求不相符。

四、智能变电站继电保护的优化措施

（一）就地化间隔保护

在智能变电站中，当需要进行继电保护设备安装时，需要将其安装在被保护设备的附件，这样可以充分地遵循就地化原则，不仅可以有效地缩短事故发生时继电保护设备反应时间，而且有利于最大限度地降低事故所带来的损失。在当前新型一体化微机线路铺设时，通常都需要与变压器保护措施同时进行，并结合现场被保护设备的合理配置，这样可以有效地提高智能变电站运行的平稳性，确保人员和设备的安全。另外，当前新型保护装置通常采用的都是电缆采集数据的方式，利用数字化处理时不仅在时间上具有一定的优势，而且分配和调配时能够充分地借助于计算机，能够在最短时间内保证继电保护设备的启动，有效地提高了设备的安全性。

（二）站域保护功能的应用

站域保护就是在同一网络支配下，利用计算机的优势调动全站信息，在收到来自危险的微机信号时，计算机及时的开启传统的后备保护，而且由于整个过程全部采用电信号的方式来传递信息，所以后备保护动作的时间很短，能够满足智能化发电站的灵敏性要求，还会实现电路的实时保护功能。

（三）优化站内设备，减少不必要的端口

当前我国智能变电站中所使用的较多电气设备都是进口国外的一些知名企业，这些设备在技术上虽然十分先进，但由于生产过程中是依照本国变电站为模型来进行制造的，这就需要我们在选购过程中要注重技术的先进性、结构的复杂性、设备的兼容性和单位能耗等诸多问题，在确保设备质量的同时，还要确保智能变电站内部的设备实现优化配置，尽量地降低设备的复杂程度，减少一些不必要的端口，这不仅有利于更好地实现对设备的操作，而且与智能变电站节能环保的要求也相符。需要针对当前我国智能变电站初期的实际水平，来对站内设备进行合理配置，实现资源的有效节约。

五、结束语

智能变电站继电保护为维持所有设备正常运行的前提，在对其进行研究时，需要针对智能变电站所具有的特点进行分析，确定设计优化要点，从不同角度进行研究，选择对应的措施进行优化，降低各项因素对保护系统运行效果的影响，确保所有保护动作维持在正常状态。

【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（05）：1-4.

[2] 吴娟.智能变电站继电保护配置的分析与探讨[J].企业技术开发 ，2014（28）：53-54+61.

[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.