电力系统中智能变电站继电保护技术分析

皮江涛

摘 要：科技发展日新月异，并在一定程度上带动了继电保护技术的快速发展，在当前的应用中取得不错的成绩，尤其是在智能变电站保护层面，继电保护技术的应用更加普遍。故此，深入智能变电站继电保护技术的有效分析，具有重要的意义。本文从智能变电站保护架构出发，重点分析了智能变电站技术对继电保护的原理、保护信息以及保护机制等，为促进智能变电站技术的快速发展奠定基础。

关键词：电力系统；智能变电站；继电保护；技术分析

1 智能變电站

1.1 智能变电站的现状

电力系统中智能变电站是集可靠、先进技术于一体的智能化设备，是基于全站信息的数字化及信息共享的基础上建立的，具有自动完成信息的采集、处理和检测的功能，是一种能够自主调节的智能设备。智能变电站是以数字化变电站为基础发展起来的，在多年的实践中已经越来越完善。相较于数字化变电站，智能变电站已经具备了大范围推广的可能。和传统变电站最大的差别表现为：设备智能化、设备检修状态化以及二次设备网络化的特点。因此，自 2011 年开始，新建的变电站全都是按照智能变电站的要求建设的，并且在一些特别重要的变电站中也进行了智能化的改造，现在智能变电站已经遍布我国的各个角落，得到了很好的发展、普及。

1.2 智能变电站的优点

（1）环保效果比较好：在智能变电站运行过程中刨除了传统的电缆，而是使用光纤电缆进行连接。而且在内部设施上也大量的采用能耗较低的集成电子设备，用电子互感器代替了充油式互感器，很大程度上降低了变电站的建设成本及能源消耗，很好地实现了低碳环保的优化。（2）交互性良好：智能变电站能够自动收集并进行分析信息，并在变电站的体系内部共享这些信息数据，以实现和更高级的系统之间互动，各个智能变电站之间的相互联系，能够有效地保障整个电力系统的安全运行。（3）可靠性强：在众多的用电用户之中，大家对于选择供电部门最看重的就是可靠性。这也就要求智能变电站可靠性要更高，不仅仅可以满足用户需求，更重要的是可以保障电力系统运行更高效，有效地减少出现用电故障，使变电站始终处在良好的运行状态。

2 探究电力系统中智能变电站继电保护技术

2.1 关于线路继电保护技术

线路继电保护在智能变电站继电保护中、对维护线路安全，保证电力系统的正常运行具有至关重要的意义。在实际的线路继电保护过程中，对智能变电站的运行状况，应采取实施监控的模式，全面、随时地掌握智能变电站的运行状态，监控系统对出现的故障可以及时发现，并发出警报，继电保护技术人员能够对故障进行合理处理，确保线路的安全运行。除此之外，若想进一步保护智能变电站，可以按照当前的情况将测控装置安装在智能变电站上，对智能变电站的运行情况进行全面检测，并及时将测控到的相关数据向网络体系传输，继电保护对所接收到的数据进行科学分析，按照得出的结果对智能变电站下达针对性的命令，维持线路的安全运行。

2.2 关于变压器的继电保护

变压器在智能变电站内的作用就是对相关元件进行保护。在对变电站继电保护的装置进行安装时，较为合适的运行模式即安装模式，选择这种模式，能够推动继电保护充分发挥其自身作用。在实际的运行过程中，变压器继电保护是以非电量保护为核心的，因此应将电量保护与电缆直接连接。除此之外，还应该与继电保护装置直接连接。在系统运行过程中，一旦变压器受到危险因素影响，非电量保护模块便会自动跳闸，避免因危险因素的影响导致线路故障发生，并保证了变压器的正常稳定运行，确保继电线路的安全。

2.3 关于过流电限定保护

智能变电站在实际的运行中，如果电流过载，则极易导致电力系统外部产生短路现象，遇到这种电流超负荷的情况，就会造成外部发生故障，线路跳闸。故此，应在电力系统智能变电站中，运用过流电限定方法保护电路。一旦超负荷电流现象发生，则向变电站及时发出预警，智能系统接收到信号以后会自动进行保护，以维持继电保护的可靠性与安全性。

3 智能变电站继电保护设计优化

3.1 安全性的优化

智能变电站的继电保护是在 IEC61850 的标准下运行的，其统一性既是优点，同时也是缺点。标准统一也就意味这是处在完全透明的电网环境中，这也就表明在整个继电保护系统运行中将会面临来自网络上的恶意攻击，对整个变电站的信息安全造成威胁。鉴于 IEC61850 的表针体系中没有明显的界定安全，往往需要使用者在进行操作中时要做好分析系统安全，以实现变电站继电保护的优化。

3.2 可靠性的优化

现阶段我国智能变电站已经实现了数字化的建设，在继电保护中会涉及到很多的电子设备，随着不断加入的电子设备，在确保变电站稳定运行的基础上又提出了新的要求。在选择电子设备的同时，要根据实际情况的需要来进行合理的设计，最大程度上降低外界环境的影响，针对电子设备容易受到外界的干扰的特性来看，需要采用性能比较稳定的光缆，并且要及时对系统进行故障的检修，及时保护不合理的运行部分。

3.3 实时性优化

智能变电站继电保护的重要特点就是具有一定的实时性，但是在设计保护结构的时候，设计工作通常会受合并器链路传播时延、交换机交换时延等因素的限制，从而影响变电站数字化互感器的传输效果，导致传输误差超出允许范围。根据经验总结及其实际运行情况来看，造成数字式互感器采样值传输抖动的原因有很多，其中影响比较大的是合并器和交换机的转发，因此要进行相应的优化。当合并器完成采集器传输数据信息之后，合并器会有一个排队处理过程，而且接受采集器通信阶段也会出现等待时间，同时受系统交换机性能的影响，实际运行中会出现不同程度的延时，因此需要采取相应的措施进行优化。

3.4 同步性优化

智能变电站继电保护在正常运行过程中，会有各种各样的问题出现，其中数据同步问题是十分常见的问题之一。同步性问题也就是合并单元进行数据采样信号的输出时附带相应的时间信息，该同步传输能够有效缩减电气量相位与幅值间误差，因此数据的同步性具有非常重要的意义。所以必须要优化继电保护设备进，确保数据的同步性，使其可以在相同时间点内获得相应的数据信息，避免因为同步信号丢失而造成的的数据误差。对数据放入进行同步优化设计时，需要考虑到过流和过压保护问题，虽然所使用的保护原理简单，但保护动作行为对输入信号幅值正确性提出了一定的要求，相比之下对同步信号要求也比较小，如此一来即便保护动作发生时丢失了同步信号，对保护动作也不会产生很大的影响。

4 结语

近些年来，在科学技术水平不断提高的过程中，继电保护技术发展迅速，在实际应用中也取得了非常显著的研究成果，特别是在智能变电站继电保护上面，继电保护技术所具有的作用更加明显。因此，本文结合智能变电站继电保护特征优势，深入研究了在智能变电站内继电保护技术应用存在的问题，进而优化智能变电站继电保护技术，这对智能变电站发展具有非常重要意义，可以有效降低不良因素对智能变电站的影响。

参考文献

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