智能变电站继电保护的新特点

路延军

智能变电站继电保护的新特点

路延军

路延军

国网冀北电力有限公司承德供电公司变电检修室

路延军（1986-1）男，本科，河北省邢台市人，助理工程师，研究方向：继电保护。

1 引言

在智能变电站系统中，继电保护是通过触电继电器来运行和维护电站系统的重要环节。对电力系统运行过程中的输电变路、变压器、发电站以及运行元件等进行保护，因此成为继电保护。继电保护是电力系统中安全保障的研究对象，探讨智能变电站继电保护是保护电网是十分必要的。智能相对于传统而言是区别明显的，智能化体系结合了数字、信息、网络等先进的科技技术，在电网建设过程中以稳定、高效、节能、安全为目标。

近年来，随着我国科学技术的日新月异，电子自动化系统及继电保护在智能变电站中得到了广泛应用。然而，由于变电站周围产生的电力磁场强度较大，会对周围的大电流以及高电压、二次较弱设备产生影响，很容易引发安全事故。另外，对二次较弱设备产生的影响受到多种条件的干扰。所以对于正确处理智能化变电站继电保护问题，就需要我们对继电保护的特点进行分析。

智能变电站将传统的电网模式更换成经过数字信号处理的光信号，对变电站的采样回路和跳闸回路进行实时监控，此项监控大大提高了电网运行的安全性和稳定性。随着我国变电站应用范围的不断扩大，继电保护在传统继电保护的基础上，应用电子互感器以及网络通信技术，能够通过快速跳闸来保护智能变电站的突发问题。本文介绍智能变电站继电保护的配置方案，探讨其继电保护的新特点。

2 变电站继电保护的工作原理

变电站继电保护是根据变配电站在运行过程中出现的故障问题，例如电压升高或者降低、出现瓦斯爆炸、温度升高、或者频率降低以及电流增加的突发问题，在及时的情况下，能够有选择的实时保护是按照相应的时间进行跳闸，温度和瓦斯作为非电量保护。为了保证继电器跳闸保护的可靠性和准确性，就需要将可靠系数作为经验数据进行计算。从而确保继电保护工作的顺利进行，其标准范围应该在1.3～1.5之间。继电保护的灵敏系数包含发生故障时的最小值和保护动作值，灵敏系数一般在1.2～2之间。所以要根据设计系数范围而进行选择。

3 继电保护的分类

1.发电机保护。发电机主要由四部分组成，电机外部短路、定子绕组相间短路以及匝间短路、定子绕组接地。还包括对称过符合，定子绕组过电压，励磁回路等。出口方式是以缩小故障影响范围、停机。

2.电力变压器保护。电力变压器具有保护绕组和引出线相间的问题。

中性点直接通过电力网中部和外部接地短路引起的电流及中性点过电压。

线路保护。线路保护是根据电压等级不同，电网中性点接地方式不同。输电线路以及架空线、电缆的长度不同。

3.母线保护。智能变电站的发电厂和变电所的母线应该设有专门的保护设置。

4.电力电容器保护。电力电容出现的问题分别不同，其一是由于电容器内部故障引起的线路短路问题，其二是电容器和断路器之间出现的线路连接问题。电容器组的某一故障被切除后引起的电压、所连接的母线失压问题。

5.高压电动机保护。高压电动机是由定子绕组接地、定子绕组匝间短路以及定子绕组过负荷，同步电动机失磁、同步电动机出现非同步电流问题。

智能变电站的电网建设包含六个环节：输电、发电、变电、配电、用电、调度。变电站是其中重要的环节之一。总体来说，国内在IEC60850标准建设的变电站的基础上提出了新的要求，智能变电站的继电保护要与新要求相融合。

对于主变压器的继电保护是尤为重要的，应该制定相应的策略降低事故发生的概率。根据变电设备的电压等级不同而制定的继电保护装置也不同，以确保变压设备的安全可靠性。在选择继电保护装置时候应该严格按照有关要求哦，选择性能良好的装置，双套配置优先值得考虑。双套配置即是智能终端的合并单元装置。能够在配置过程中实现主、后备一体化的配置方案能够保证与终端设备相匹配。继电保护装置所得出的电流数据可以通过相关设备得出。数据的获取可以有效分析网络干扰对继电保护工作的影响程度。此外，当设备出现问题的时候，变压系统可以通过GOOSE网络对其进行终端控制。分布式设计方案通常在母线的继电保护中采用，单套配置的保护母线对集成测控系统以及系统保护都起到很大作用。母线的继电保护在结构上比同线路的继电保护更为简洁，与合并单元同时连接可以实现差错检验，母线保护装置在此单元连接下能够自我预先处理。上述几种继电保护模式的特点不同。

我们可以看出变电运行过程中应当采取先进的计算机通信技术，能够提高继电保护的安全性和可靠性。还可以根据线路等级不同，采取不同的保护策略，对不适当的保护策略进行调整。GOOSE网络在主变压器和主线路中被采用，进行信息传输工作。随着通信技术的不断发展，在提高变电站安全运行的同时，也为信息化保护工作提供了方便。

4 智能变电站继电保护特点

继电保护是保证智能变电站安全运行的重要防线，是保持变电站基础功能实现之外，对实现继电保护设备和信息交换之间的方式。在典型的智能变电中，通常使用变压器、断路器、互感器等配置，与光纤进行连接，将信息传输网络化。

首先，原来的输入保护装置被光数字信号取代，如保护装置中的电流、电压模拟量被合并。但是前提是要考虑到胯间隔数据要求的保护装置与不同间隔传输数据能够达到同步性。如果由于不确定性或者差距较大，就无法满足保护装置的要求。

其次，在同等设备的条件下，对原有的继电保护直接采用跳闸的方式，而智能变电站继电保护使用GOOSE网络系统，信号通过网络传输到智能终端后才出现跳闸，这样就增强了可靠性，对运行维修工作提高了安全性。上述中原有变电站保护装置，输出信号是经过GOOSE协议下进行的网络传输。工作人员可以通过对整组进行传动试验，检验变电站保护装置中的输入和输出信号是否精确，能否进行实时传输。在对光纤使用的情况下，光纤数字电流、电压信号的输入方式是决定数据同步性的测试的保障。光纤主要以针对错误码率以及光收发器的功率设备进行检验，从而能够保证物理性质的连接的可靠性和准确性。

合并单元的检验工作主要是验证能否及时将一次电流和电压信号进行准确传输，智能终端的检验看是否准确对设备控制、数据传输、报文保护等工作做出相应处理。

5 继电保护工作的新特点

首先是转变对于继电保护工作的思路，要清楚认清和理解智能变电站系统的背景及相关背景。对于新技术在系统中的应用要及时掌握，并善于发现随时出现的问题。保护工作者必须具有安全意识，能够在问题出现的时候做出应对措施及时处理。所以在平时的工作中应该有超前的安全意识，不断总结设备中出现的问题。结合智能化变电站建设，积极借鉴其他单位经验，摸索出适合自身的继电保护管理模式。在另一方面，智能化变电站继电保护相关技术发展的背景下，继电保护工作应该考虑在今后的时间里如何适应时代的发展、技术的更新、安全的要求。这也就需要工作人员在实践过程中不断总结分析。可靠性是继电保护的最大特点，当电力系统运行过程中出现电力中断的情况时，继电保护就会充分利用自身可靠性进行维护，将故障发生率降低。继电保护在处理故障时并非将全部控制开关打开，而是有选择性的进行事故点附近的开关，以保证其他线路系统能够正常运行。电力系统由于本身的灵敏特点，任何一个细小的故障发生时都会影响整个系统的安全性，甚至会产生致命性的影响，因此继电保护过程中就需要提高其灵敏性，保证电力系统出现故障的时候能够迅速作出反应，能够保证电力系统的高效运行。根据电力系统运行状态，电荷负载等不同特点，继电保护设备可以分为不同种类。所以，需要技术人员对不同种类的继电设备操作及注意事项有所了解，掌握其运行状态。大致可以分为以下几类：正常运行、可疑状态、低可靠性和危险状态。

总之，本文对智能变电站继电保护的新模式、新特点进行探讨，对变电站继电保护的基本原理、作用、性质以及工作特点进行总结。近几年随着科学技术的日新月异，自动化设备系统的不断升级，促使我国电网系统得到很大的发展，智能化变电站的建立更是得到大力推广，相信在正确使用继电保护的模式下，能为我国和社会创造巨大的社会效益和经济效益。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.075