智能化变电站继电保护调试及应用探究

潘晓丹

摘要：随着智能电网的不断建设，智能变电站的投运数量也越来越多，智能变电站具有“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等一系列的特征。保护系统装置作为整个电网最重要的二次设备之一，其可靠性也越来越得到整个社会普遍的重视。对智能变电站继电保护调试及应用进行探究。

关键词：智能变电站;继电保护;调试;应用

智能变电站是采用智能化信息采集、传输、处理和输出方式的变电站，应用智能化的设备，并建立网络化的通信系统，采用自动化的管理模式。智能变电站具有较强的抗干扰能力，监控更全面、操作更便利、功能更丰富。在智能变电站中，继电保护系统是十分重要的组成部分，其运行效率与变电站的整体运行效率直接相关，所以要采取有效的调试方法，确保继电保护系统可充分发挥作用。

1 智能变电站继电保护关键元件

智能变电站的一次设备实现了智能化，二次设备实现了网络化，智能化的电子设备以及光纤通讯网络对变电站继电保护产生了深远影响。统一的IEC-61850 协议规定智能变电站需采取分层模式，构建了站控层、间隔层、过程层，影响智能变电站继电保护可靠性的关键元件主要是电子式互感器、合并单元、 交换机、智能终端、同步时钟源。电子式互感器的范围比较广，包括了非常规或半常规的互感器，光纤通信可以使电子互感器与智能设备直接通信，电子式互感器没有铁芯，避免了电磁饱和与铁磁谐振，测量更加准确，精确度高，反应迅速，结构相对简单，价格低廉。 合并单元是为了配合互感器与智能设备通讯而产生的，常规变电站保护装置采样是通过二次电缆直接接入电压或电流互感器，再由保护装置内部进行模数转换、采样值计算，智能变电站保护装置直接接收合并单元的数字量。智能变电站的数据传输是基于SV、GOOSE 网络的，交换机搭建的网络可以替代传统电缆，交换机是连接变电站各个智能单元的桥梁，为各元件提供传输通道，并且分配合理的带宽，保证高效的数字量传输。在常规变电站中，保护装置通过电缆与断路器连接，装置内部插件的出口继电器闭合，断路器可以实现分、合闸，在智能变电站中，保护装置通过 GOOSE 传输使智能终端收到保护 装置跳合闸命令，避免了电缆的使用。 精准统一的时钟源是智能变电站二次设备安全稳定运行不可缺少的条件，应采用GPS 或北斗作为基准时钟源，各二次设备有统一时标的采样、控制、信号等。

2 智能站继电保护调试及应用

智能变电站继电保护应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，在满足这四个要求的基础之上，还应提高继电保护的智能化水平，从而实现二次系统整体功能的提升。智能变电站继电保护的特点是直采直跳，也就是直接采样、直接跳闸，直接采样是指保护装置不经过交换机而是以光纤点对点的方式 进行采样值传输;直接跳闸是指保护装置不经过交换机而是以光纤点对点的方式进行跳合闸信号的传输，保护装置之间的闭锁和启失灵等信号通过 GOOSE 组网的方式。保护装置的各项功能应满足可靠性的要求，包括智能终端、合并单元、交换机等，装置内部的各个元器件损坏均不能造成保护装置的拒动和误动，保护装置的各项功能也不能由外部装置来实现。保护装置与合并单元、智能终端等二次设备之间通过 GOOSE 组网传输，双重化配置的保护装置之间应相互独立，不进行信息交互，保护装置应接入站内间隔层与站控层，确保保护装置的动作信息、故 障录波等信息上传，实现变电站故障信息的综合分析决策。继电保护“四性”是相辅相成、相互制约的，“四性”的要求对于继电保护整定计算非常重要，但一般很难做到同时满足。保护装置的回路越简单、逻辑环节越少，可靠性就越高，但简单的保护难以实现选择性、灵敏性的要求。为了提高可靠性，防止继电保护或断路器拒动，就需要设置后备保护，主保护和后备保护之间就必须满足灵敏度的配合要求。只有正确地整定保护定值和灵敏系数才能使得保护装置的动作有选择性。 智能变电站继电保护的整定应统筹考虑全网的安全稳定运行，在满足“四性”的要求下，要使定值满足各种特殊的运行方式，如果电网的运行方式不满足速动性、选择性、灵敏性的要求，要在整定计算的时候进行合理取舍。对于不同类型保护 的配合，基本原则是在灵敏度和动作时间上进行配合。电力系统中的各个元件组成一个有联系的整体，各级的每套保护是按其作用进行统一部署的，片面、孤立地整定一套保护，会影响其发挥作用，甚至造成错误。为保障继电保护的可靠运行，继电保护直接要进行合理配合。

3 提升智能站继电保护可靠性的措施

智能变电站的建设与发展是建设坚强智能电网的关键环节，关系到我国未来电力发展，可从硬件系统、软件系统两方面提升智能变电站继电保护可靠性。 提高光纤回路的可靠性。智能变电站与常规变电站最大的不同就是光纤代替了电缆，减少了投资与空间，但光纤、光缆的可靠性不如电缆，折损严重或弯曲过大都会导致光纤损耗增大或断链，因此应提高光纤回路的可靠性。提高交换机可靠性。智能变电站的交换机起到编码、查询等作用，整个二次系统的可靠性十分依赖交换机，当交换机出现异常或故障时，有可能造成继电保护系统的故障，因此交换机要有冗余度，提升整个保护系统的可靠性。采用双A/D系统。合并单元的采样值在继电保护系统中非常重要，为提高合并单元采样值的可靠性，合并单元应采用双A/D系统，可以同时输出两个采样值进入保护装置，提高输出的可靠性与稳定性。增强SV报文信息的可靠性。SV 报文是继电保护装置正常运行、故障计算的基础，互感器的输出信息需要经过积分过程，目前常用两种积分算法，一種是通过硬件实现积分，一种是通过软件来实现。可以采取软件积分的方法增强 SV 报文信息的可靠性，在精度方面优于硬件。

结束语：

综上所述，继电保护系统是智能变电站的重要组成部分，为了确保智能保护系统的正常运行，需采取有效的调试方法，按要求逐步调试，为智能变电站的稳定运行提供更多保障。

参考文献

[1]徐钊. 分析智能化变电站继电保护调试及应用[J]. 通讯世界， 2020（7）.

[2]张全中， 刘俊峰. 智能化变电站继电保护调试研究及应用[J]. 环球市场， 2019， 000（033）：192.