智能变电站继电保护技术优化探讨

2015-11-04丹东供电公司辽宁丹东118000

山东工业技术 2015年21期

刘旸（丹东供电公司,辽宁丹东 118000）

智能变电站继电保护技术优化探讨

刘旸
（丹东供电公司,辽宁丹东 118000）

变电站自动化技术的应用，对智能变电站的建设发展具有重要推动作用，为实现智能电网的建设具有重要意义。智能变电站运行模式更为复杂，很容易受到各方面因素的影响，为提高其运行的稳定性与安全性，必须要对其做好继电保护处理。本文就智能变电站继电保护技术的优化措施进行了简要分析。

智能变电站；继电保护；数字化

继电保护技术在实际应用，已经取得了良好的效果，从信号传输、信息共享以及自动化水平等放慢进行分析，智能变电站的建设与应用具有更大的优势。需要从智能变电站实际应用中进行优化分析。在对智能变电站继电保护技术的分析中，需要了解其保护特征，争取提高其实施的安全性、实时性、稳定性等方面功能，来确保变电站运行效果可以满足供电需求。

1 智能变电站特点分析

与传统变电站相比，智能变电站已经实现了数字化运行与管理，如信息采集、传输、处理等过程，建设所用设备均具有较高的自动化与智能化水平，同时通过有效的信息收集与共享，应用效果更为突出，对建设智能电网具有重要推动作用[1]。智能变电站集中体现了一次设备智能化与二次设备网络化，在提高运行效率的同时，降低综合运营成本。对于传统变电站建设运行中存在的问题，智能变电站在建设时也对其进行了优化，例如常见的选择应用光电互感器与智能断路器设备，在运行过程中可以有效解决传统变电站存在的电磁式互感饱和问题。

2 智能变电站继电保护结构分析

2.1 “三层两网”构架

与传统变电站继电保护不同，智能变电站主要是利用过程网络为中心，将IEC 61850作为通信标准，则按照功能分析构架可以分为三层，即站控层、间隔层以及过程层，并且没两层之间会构成站控层网络与过程层网络[2]。其中，站控层主要负责传输整定值召唤、修改以及录波文件的传送等；过程层主要负责传输采样值、跳闸、开关状态量以及闭锁等信号，对定时性与可靠性具有严格的要求，关系着变电站各项功能是否能够正常运行。

2.2 数据帧传输机制

传统变电站继电保护设置有负责采样以及命令信号通道，由通道固定延时以及装置处理速率构成传输延时，保护效果相对固定。而智能变电站的继电保护，主要是利用以太网数据帧的形式来完成传输采样值、获取开关状态量以及下达跳闸值指令等，整个过程以交换机以及光纤作为介质，并由过程层网络来完成通信。由此可以确定，智能变电站继电保护对工程层网络有着较高的依赖性。

2.3 IEC 61850标准体系

IEC 61850为智能变电站继电保护网络以及通信设计必须要遵循的原则，在设计继电保护系统构架时，往往一个实体设备中会包含多个逻辑设备，并且由基本单元来实现逻辑节点的划分，如跳闸回路、保护算法以及采样值处理等节点。对于通信协议，主要就是通信服务类型以及性能要求等来映射特定通信协议，例如如SV/GOOSE通信，为保证实时性传输层与网络层协议映射为空[3]。

3 智能变电站继电保护设计优化要点

3.1 安全性优化

智能变电站继电保护装置均以IEC 61850标准体系为依据，但是因为其为统一发布，可以说是处于完全透明的网络环境中，这样保护系统在运行过程中，将要面临更多网络攻击，以及信息安全威胁，必须要做好对系统安全性的分析。IEC 61850标准体系中对于安全性方面并没有专门规定，因此需要总结以往管理经验，针对安全防护方面来采取措施进行优化。

3.2 可靠性优化

智能化变电站继电保护已经实现了全数字化建设，保护结构中含有众多电力电子设备，对提高变电站运行稳定性与安全性具有重要意义，满足社会生产生活对供电网运行的要求。但是在选择电力电子设备时，需要就实际情况来做好相应的设计，提高设计方案的合理性与应用效果，最大程度上来降低外界因素对其造成的影响，以免出现信息不同步或者电磁兼容等方面的问题。降低保护系统运行的稳定性。针对保护结构中电子设备易受影响的特点，采取措施来提高系统运行可靠性，如选择应用性能稳定的光缆，并通过冗余技术来完成系统的自检，对于不合理的部分可以及时发出警告，并产生保护动作。

3.3 实时性优化

实时性是智能变电站继电保护的重要特点，在保护结构设计时，经常会受到合并器链路传播时延、交换机交换时延等因素限制，对变电站数字化互感器传输效果造成影响，使得传输误差超出允许范围。就运行实际情况来看，合并器排队与交换机转发是造成数字式互感器采样值传输抖动的主要原因。合并器在完成采集器传输的数据信息后，一般会存在一个排队处理的过程，并且在接受采集器通信的阶段也会产生额外等待时间。另外，对于系统中所安装交换机性能不同，在实际运行中也会出现一定程度的延时问题，当信息转发时必须要将一帧数据全部发送成功后，再进行下一次的转发对保护系统的实时性存在一定影响，需要采取措施进行优化。

3.4 同步性优化

智能变电站继电保护数字化建设，在正常运营工程中，经常会遇到数据同步性问题，即合并单元所输出的数据采样信号中存在时间信息，这样以消除电气量相位与幅值上存在的误差，就必须要对继电保护设备进行优化，使其可以在相同时间点来获得相应的数据信息。如果丢失同步信号，最终采集到的数据势必会存在一定的误差。因此在对此方面进行优化设计时，应做好过流与过压保护，此保护原理比较简单，保护动作行为仅对输入信号幅值正确性有要求，对同步信号的要求比较小，这样即便在保护动作中丢失同步信号，也不会对保护动作产生太大的影响。