智能变电站的继电保护技术应用

刘瑾 符凌翔

（国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司，江苏 丹阳 212300）

随着科学进步与技术发展，社会对用电量与用电可靠性提出了更高要求，必须建立一个更可靠、高效、兼容、互动的智能电网。智能电网是通过智能变电站组成的，智能变电站对于整个电力系统来说是重要的一个环节。与传统的变电站相比，智能变电站是一种更为先进、可靠的智能设备，他是在信息技术快速发展的基础上实现的，能够实现信息的高效共享，还能够实现对电力系统中各种数据的采集和测量。不仅如此，智能变电站还能够通过自动控制功能实现智能调节、在线分析和决策。为了让智能变电站更加稳定的运行，采取继电保护技术是有必要的。因此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优点、关键元件、配置与整定要求、提升可靠的措施等进行了重点研究分析。

一、智能变电站继电保护存在的优点

现阶段电网发展的主要趋势就是智能变电站，通常情况下智能变电站继电保护系统主要分为四个方面：一是保护装置；二是合并单元；三是智能终端；四是通信网络等。和以往传统的常规变电站进行比较，智能变电站存在着以下优点：

首先光纤组网对传统二次电缆进行替代；无论是变电站中的一次设备与二次设备之间，还是二次设备与其他二次设备之间都需要进行信息交互和信号传输，今天能够在一定程度上应用先进的光纤传输技术代替传统的二次控制电缆，不仅能加强通信效率，同时还能降低电缆在使用过程中的数量，对变电站的投资成本进行降低。其次加强通信效率，对电缆的使用数量进行减少，对变电站的投资成本进行降低，保证信息传输过程中的便捷性。在常规变电站中，由于不同厂家设备之间的通信存在着比较差的兼容性，再加上执行通信协议也存在着不同，由于智能变电站使用统一的规约，进一步对监控信息、控制信息以及保护信息，还有测量信息等实施统一的处理和控制，在对信息可靠性进行提高的基础上，还能促进其完整性。再次能够对常规变电站中的难题进行解决。由于常规变电站中的电流互感器存在着较多不足，会出现一系列问题，如铁磁谐振、电磁饱和以及绝缘油等，由于智能变电站电子互感器能够对该类问题进行消除。对于智能变电站，通过使用光缆传输替代电缆，避免了电缆之间的电磁干扰以及直流接地的风险。最后加强自动化以及管理水平，智能变电站中的二次设备通过实现智能化，可远程交互功能大幅度提升，保证信息在传输过程中的实时性，降低变电站在运维过程中的人工成本，加强变电站自动化以及管理水平，促进变电站安全稳定运行。

二、分析智能变电站继电保护关元件分析

由于智能变电站一次设备实现了智能化，再加上二次设备实现网络化，无论是智能化电子设备，还是光纤通信网络，它们都对变电站继电保护产生了比较深远的影响。统一的IEC-61850 协议规定智能变电站需采取分层模式，在一定程度上构建站控层，间隔层以及过程层等，对智能变电站继电保护可靠性产生影响的关键元件为电子式互感器以及合并单元、同步时钟源等。有电子式互感器范围相对来说比较广，其中包括非常规或者常规版的互感器，由于光纤通信能够使电子互感器与智能设备进行直接通信，虽然电子式互感器没有铁芯，还能避免磁饱和与铁磁谐振，促进测量的精准性与高度性，具有较快的反应速度，结构也十分简单，价格不高。其中合并单元是为了配合互感器和智能设备通讯进行产生的，对于一些常规变电站保护装置采用主要通过二次电缆直接接入电压以及电流互感器，之后由保护装置内部开展模数转换、采样值计算等，智能变电站保护装置能够对合并单元数字量进行直接接收，智能变电站在数据传输的过程中主要依靠的就是SV、GOOSE 网络的，交换机搭建的网络能够对传统电缆进行替代，由于交换机是连接变电站各个智能单元的桥梁，充分的为各元件提供科学有效的传输通道，还能对宽带进行合理分配，保证数字量的高效传输。在常规变电站中，保住装置通过电缆和断路器之间的相互连接，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，保住装置通过进行GOOSE 传输，能够让智能终端受到保护装置的调合闸命令，对电缆的使用进行避免。智能变电站二次设备安全稳定运行中主要的条件之一就是精准并且相对统一的时钟源，通过使用GPS 或者北斗等作为基准时钟源，各二次设备有统一时标的采样、控制、信号等。

三、分析智能变电站继电保护技术的应用

（一）分析计算机技术应用

在信息快速发展的现如今，智能变电站的机电保护技术和计算机技术已经具有深刻的融合，并且通过计算机技术能够更好地让继电保护技术更加准确和智能操作，更加充分地发挥作用。使用计算机技术还能对智能变电站运行时产生的各种数据进行收集，对海量的数据进行分析，通过对参数进行分析获得的结果来判断智能变电站是否处于正常的运行状态。如果存在问题的情况，那么可以采取合理的措施进行优化解决。

（二）分析智能系统的二次检核

对于智能变电站来说，一次核验通常不能发现所有的问题，这时便需要进行二次检核，通过二次检核，技术人员能够更加充分的发现智能变电站所存在的问题，同时能够对相关的设备运行异常情况进行更为精确的调整，让电能的供应更加流畅，让整个系统更加稳定、高效地运行。

（三）分析网络技术应用

由于最近的几年来，我国加大力度对电力系统进行建设，使我国电网规模不断进行扩大和发展，对于某一些区域的电力系统而言，单一的继电保护装置并不能够满足现如今电网发展的实际需要，因此在此情况之下，采用网络智能技术能够对其问题进行妥善解决，而且网络能够提高电网系统的管理质量和效率，并及时将系统各部的数据进行汇总，统一处理，以便让整个网络的运行更加流畅。

（四）分析分布式信息流配置

由于智能变电站主要是通过光纤对其各种继电保护设施相互的连接到一起，在智能变电站中，各种类型故障网络故障问题是相对比较严重的，在实际进行解决的过程中也是相对比较困难的，一方面是由于网络信号在实际进行传输的过程中相对比较复杂，路线比较多样。而且由于光纤比较容易受到环境因素的影响，使得信号在传输的过程中很有可能受到干扰。为了解决这一问题，使用分布式信息流网络就是一种很好的方法。不过需要注意的是，在使用分布式信息流网络之前，变电站的信息一定要和通信标准一致，这样的信息也能够更加准确的进行传输，然而在这个要求下，传统的变电站是无法进行满足的，分布式的信息流网络是一种将所获得电流和电压信号通过特定方式进行传输，并且直接传输进SV 网络的一种方式，采用这种技术还需要保证智能终端和智能变电站中的一次和二次设备能够实现更好的连接，而且要确保同时连接，这样才能共同组成GOOSE 网络，并在对应智能终端的操控下，实现跳闸和合闸等一系列操作。需要注意的是，技术人员需要按照特定的规范在母线和线路上安装电子式电压互感器，这样能够在检测信号进入到合并单元后，将其数据根据特定的方式传输给SV 网络中。

（五）分析继电保护的维护技术

对于智能变电站而言，在实际运行的过程中，内部的一些装置和设备会逐渐产生损耗，技术人员需要根据特定装置以及设备的使用频率和维护要求，严格根据规范对其进行合理维护，一般情况下，智能变电站内部的保护装置主要包括以下方面：一是继电保护装置；二是报文分析装置；三是网络交换机等。不同的设备承担着不同的责任，在整个系统中存在着十分重要的作用，技术人员要保证每个设备的良好运转，才能让整个继电保护的作用得以实现。具体来说，相关人员应当按照规范进行巡视和检查，尤其针对一些容易出现问题的设备进行全方位检查，并对信息进行收集和处理。一旦发现故障隐患，应当及时采取预防措施，将隐患排除，避免隐患演化成比较严重的问题。同时现如今智能变电站报警系统越来越完善，几乎系统任何的一个环节出现故障问题，报警系统都能够根据特定的信号方式进行反馈，技术人员还要对报警系统进行维护，使其报警系统能够良好地进行运转，充分发挥出其自身作用。在此之外，在处理故障的过程中，技术人员还要及时进行记录，并将其和过往的故障记录整合在一起，形成规范的故障日志。这样不仅能够对整个电力系统的故障预防和排查工作提供帮助，还能够在日常运维时让工作更加有针对性。最后还要对变电智能继电保护技术管理工作结合时代发展的需要，积极的和计算机技术相互融合到一起，通过管理系统让机电保护技术更加高效和准确，保证其技术人员通过计算机技术提高继电保护设备的整体管理效果。

结语：总而言之，我国电力系统规模越来越大，使用的技术也越来越先进，不仅给各行各业的生产提供了源源不断的支持，还为千家万户的日常生活提供了有力的保障。可靠的电力供应是社会发展的基础，对我国的经济建设有着至关重要的作用，目前智能电网的发展非常迅速，智能变电站的建设成为主流，智能变电站也带来了技术的变革，对继电保护提出了更高的要求，信息网络化、操作智能化是最直接的体现，电力系统的安全可靠性也上了一个新的台阶。此外，智能变电站的管理还要和计算机技术进行充分融合，通过网络对内部的各种设备进行更加高效和精确的调度，为系统的维护和检修工作提供更为有力的支持。