基于智能变电站继电保护技术分析

谢舒 李健 陈刚

摘 要：智能变电站作为智能电网建设中非常重要的一个环节，而在当前智能变电站中，继电保护技术作为其中最为核心的技术，需要通过对继电保护技术进行合理优化，有效地保证设备和人员的安全，确保智能变电站安全、可靠的运行，推动我国智能电网的快速发展。因此，有必要对智能变电站继电保护技术中存在的缺陷进行分析，从而采取有效的措施对智能变电站继电保护技术进行优化，保证变电站安全、稳定的运行。因此，本文对电力系统中智能变电站继电保护技术进行分析。

关键词：电力系统;智能变电站;继电保护技术

一、智能变电站概述

1.介绍

智能變电站之中往往会使用较多工作可靠、技术先进、集成化程度高的智能设备，采用全数字化控制模式，通过网络来对各种数据进行传输，能够自动完成信息测量、采集、保护、控制等基本功能。此外，很多智能电站还支持电网智能调节、实时远程控制、故障诊断等非常先进的功能。在智能变电站中，采用了统一的信息平台，可以实现纵向和横向的信息传递，对各种信息进行统一化的管理。其中的智能高压设备主要包括高压开关设备、智能变压器、电子互感器。智能变电站的工作特殊决定了其对变电站运行稳定性有着非常高的要求。智能变电站在对这些信息进行采集和分析之后，不仅可以及时对这些信息进行共享，还可以根据这些信息开展良性的互动。

2.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。

二、智能变电站继电保护技术分析

1.过流电限定保护技术分析

在智能变电站之中，如果运行中出现了电流过载，会导致系统外部出现一定的短路，当电流超出负荷的状况下，就会在一定程度上致使外部出现故障，再加上也会导致线路出现跳闸。因此在对电力系统智能化变电站建设中，需要合理的应用过流电限定方式，保证可以对电路起到保护作用，假如出现超负荷的电流，可以在第一时间之内发出警报，而其中的智能系统在接受到相关信息后就能实现自我保护，这样做的目的不仅能促进继电保护过程中的可靠性，还能不断提高其安全性。

2.线路继电保护技术

线路继电保护技术是智能变电站继电保护技术中重要的组成部分，不仅承担保护线路的保护职责，同时有效控制线路的运行状态，避免线路出现安全故障，若线路出现安全故障，线路继电保护技术会在最短的时间内，向工作发出警报，此时工作人员按照规定采取相应的措施解决出现的故障。 在智能变电站建设过程中，电力企业应根据线路运行要求，将测控装置配置在线路上，对线路进行实时监控的同时，将监控产生的数据在第一时间内上传至电力系统中， 此时继电保护技术会对数据进行全面的分析，以便实施正确的管理措施，保证线路处在安全稳定的运行状态。

3.实现自动报警

在变电站中有效地应用自动报警机制，对继电保护系统的稳定运行也有着巨大的提升。当智能变电站在运行时有故障现象，自动报警机制就会启动，变电站的继电保护装置最先作出反应，它会及时地整理并且保存好变电站内部的电力数据，并且迅速找出故障发生点，收集相关故障数据，对于这些故障信息，系统会进行分析，做出初步诊断结果，完成诊断以后，继电保护装置会立即跳闸保护系统。引入自动报警装置能够极大程度地提升电力故障的诊断效率，还能保护电力系统不受电力故障的干扰，这也促进了智能变电站可靠性的提升。

4.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。

5.合理利用环形网络结构

环形网络机构是通过间隔智能终端机实现信息和数据的提供，通过网络进行传递，当然对采样值组网进行利用也能达到类似的效果，在信息传递中，母差保护装置的容纳量会受到网络报文流量的影响，不利于提高继电保护系统的可靠性，这时就要对交换机的配置进行合理调整，光纤口是其中的重点，要实现对环形网络结构的合理利用，需要行业工作人员完善对这种结构的认识和了解，增强对备用芯的使用力度，提高环形网络结构的应用效率。

三、智能变电站继电保护设计优化措施

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。

2.同步性优化

继电保护装置在具体运行过程中，会遇到数据同步这一经常性问题。为消除电气量幅值误差与相位误差，必须进行科学的设备优化，促使其在相应时间段及时获得准确、全面的数据。如果丢失同步数据信息，势必会影响采集数据的准确性，导致产生较大误差。因此在进行同步性优化过程中，必须做好过压保护与过流保护。这种保护行为的运行原理比较简单，也就是说，保护动作仅仅需要保证输入信号的正确性，这样即使丢失同步数据信息，也会不对保护操作产生较大干扰。

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。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。

四、结束语

综上所述，我国电力系统在建设智能变电站时，应充分发挥继电保护技术的保护作用，通过线路保护技术、变压器保护技术以及过流电限定保护技术，为智能变电站营造安全稳定的运行环境，保证电力系统高质量高效率的完成电力生产和输送工作。

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