基于智能变电站的继电保护分析

李 河

（广西电网有限责任公司桂林供电局，广西 桂林 541002）

0 引言

随着我国电网建设技术的不断进步，为了解决传统变电站在信息操作等方面的缺点，已经实现了智能变电站在电网建设中的投入。特别是近年来倡导节能环保为主要发展方向的理念传播开来，智能变电站的重要技术已经成为发展电网建设不可取代的部分，也是实现可持续发展的重要技术。

1 智能变电站的特点

智能变电站是智能电网的重要基础，它统一协调的发挥作用，对于智能变电站她主要有智能设备和智能高级应用两个部分组成。其中智能设备是基础也是更要组成部分，它主要是通过一次设备与智能组件的有效结合，智能组件主要包括预测控制装置、安全装置、控制安全装置、状态监测装置、智能终端，通过这几个组件的结合，帮助一次设备更好的运行，所以智能组件也被成为第二次设备。智能变电站不仅可以有效的施舍预测和保护，还能进行计量和互动，在原来的基础上施舍全面自动化。对于智能变电站，智能组件发挥了重要的作用。因为其特有的方式和信息量，自动化表现在，数据不是像以前只作为传输，现在在传输的基础上更好的分析，然后传到电网调度机构中，主要是通过自动化平台以及自动化系统中高级应用模块进行对数据的剖析，进行智能的控制，决策，最后发出警告的信号。在这一分析过程中，可以通过对变压器的检测发现其中存在的安全隐患和不符合参数的信息，当出现这一系问题时，设备将自己发出警报信息。通过设备信息数字字化、标准共享化、通信平台网络化。有了这些强大的功能外，它还具备集成化、结构紧凑化、状态可视化等显著技术特征，可以更好的扩展、升级、维护，甚至可以更高形式和性能上进行改造。智能变电站是发展的产物，随着科学技术的进步，将更加广泛的应用在电力中。

智能变电站主要有自愈性、兼容性、高效性、安全性、这些特点。其中自愈性包括关于电网监控系统能够预测并及时应对系统问题以避免或减少故障失电和电压不稳等电力供应质量的一些问题，这是智能变电站的一个重要的特点。兼容性即电站可以通过控制分散的电源，达到合流的效应，通过信息技术平台和界面将用户连接到电池，由风转化的电能上，这是智能变电站的一个表现形式。电网将达到更优化的输配量比，从而减少电力成本。电网的升级将提高输电网的输送能力，使输送容量最优化，减少损耗，使最低成本发电的电源得到最高利用率。同时可以更好地协调电力输送与当地负荷的匹配、地区间能源流动与通信传输量之间的关系。这就是智能变电站的高效性的表现。最主要的是安全性，电站可以在自然状态与计算机监控两者之间进行安全运行，新技术的应用和新设备的配置能够更好地识别和应对人为破坏及自然侵害。这样将电站更人性化的应用。

2 智能变电站继电保护的问题

（1）智能变电站中的主要保护是电流速断保护，电流速断保护是在最大运行方式情况下利用系统线路的末端三相短路电流来进行整理规定的，但是由于其灵敏度大于1.2，因此要把动作电流值取得较小一点，特殊情况下比如是在线路较长，配电变压器较多时，即系统阻抗能力比较大的时候，动作点就要取更小的数值。如果在整定时不考虑给电流速断保护带来的影响，那么配电变压器投入时所产生的励磁涌流的起始值就会元超过无时限速断保护定值，进而造成系统故障后恢复送电时发生开关合上或运行过程中频繁跳闸的情况。

（2）随着电力系统的不断发展，其规模的在不断的扩大，因此智能变电站电力系统中的短路电流也会随着发生变化，如果变电出口处或者是配电出口处发生短路，那么短路电流就会变大，甚至会达到普通额定电流的几百倍。在正常情况下，短路电流倍数越大，那么就会造成误差较大的电流互感器变比，进而就可能使灵敏度低的电流速断保护拒绝操作命令。

（3）二次回路问题，继电保护涉及到的二次回路数量较多、接线复杂，常常是故障频发环节。设备检验时，通常会注重检查设备本体，忽视对二次回路接线检查，所以运行中会出现二次回路接线故障。比如开口三角N 与L、PT 切换时失去了零序电压，造成回路不畅通等。

3 智能变电站继电保护体系构建以及注意事项

3.1 “三层两网”架构

所谓“三层两网”是的是站控层、间隔层、过程层三层，这三层构成了站控层网络和过程层网络。智能变电站中的继电保护站控层网络实现了数据采集、修改、传输等，过程层网络实现了开关、闭锁等信息采集，并以把这些信号传输到微机处理。“三层两网”是智能电站继电保护的基本构建，是继电保护实效性的重要性能。

3.2 继电保护的系统建模

继电保护的系统建模是建立在完整的IEC61850 协议上的，IEC61850 协议的出现实现了信息模型的构建，并确立了部分信息交换规则。在系统建模方面，IEC61850 协议以继电保护的功能为分类，分出多个逻辑设备和逻辑节点，包括开关跳闸、保护采样等节点。与此同时，IEC61850 协议还按照通信类型进行特定映射，并对数据进行覆盖式保护，拓展了数据类的方法。IEC61850 协议是构建继电保护体系的必要成份，也是国际统一的协议，因此人们应当加大对IEC61850 协议的数据保护，必须建立完善数据传输防火墙，提高网络数据保护指数。

3.3 构建数据帧传输

智能变电站继电保护技术在保护装置上摈弃了传统的专门采样、命令信号通道，使信号传输具有网络性。传统的继电保护技术在处理速率以及通道固定等方面不具备动态性，相比智能继电保护技术较为固定。而智能变电站继电保护技术实现了高速的数据采样、多控件信息获取，并实现了高速的网络交换和人机交换。当然，实现数据帧的传输必须建立在“三层两网”的架构之上，高速的网络传输也对继电保护有一定的约束，因此完善“三层两网”架构的构建是实现数据帧传输的重点工作。

3.4 完善模块化保护功能

与传统继电保护装置不同的是，智能变电站的继电保护技术实现了模块化的保护功能，完成了不同网络层的信息共享。智能变电站技术保护采用“分散”的保护技术，使继电保护不依赖于装置，而是取决于不同的网络性能，模块化保护使继电保护稳定性更高。

3.5 构建高精度同步系统

智能变电站继电保护技术存在信息同步和时差问题，因此构建一个高精度的同步系统势在必得。首先，高精度的同步系统要构建信息资源的共享通道，实现专门的信息共享和同步；其次，构建多放射性的同步系统，使链路状态不受影响，充分发挥智能变电站继电保护的高精度同步。同此同时，高精度的同步系统要求我们利用高速的网络传输，实现数据的高效监测和同步。

4 结语

随着技术的革新、材料与工艺的应用，继电保护硬件设备的可靠性也大大的提高，智能变电站的继电保护是一场技术的革新与应用，它将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进，相关研究的深入，继电保护也面向智能化、安全化、全面化方面发展，因此大力发展与运用此技术，可以为国家和人员作出最具有基础性和保障性的生活。

［1］陈翔，张靓.基于智能变电站继电保护技术研究[J].电源技术应用，2013(03).

［2］王浩远.智能变电站继电保护技术探究[J].机电信息，2013(36).

［3］解晓东.智能变电站继电保护配置分析[D].山东省济南市.山东大学，2013(04).