智能变电站继电保护安全措施及其可视化技术研究

国网江西省电力公司检修分公司 邓哲林 李 俊 钟文慧 刘 威

智能变电站继电保护安全措施及其可视化技术研究

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伴随着我国社会经济与科学技术的全速发展进步，人们在电力方面的需求量也在不断攀升，这也使得国家电网的负荷进一步加大。作为电网中必不可缺的一项组成部分，变电站对电力供应有着重要的影响意义，尤其是在科学技术水平不断提升的今天，变电站和电网已经基本实现智能化。事实证明，智能变电站对电力供应效率有着良好的促进作用，因此本文将结合智能变电站的简要概述，重点研究智能变电站继电保护安全措施以及可视化技术，以便能够帮助智能变电站实现可持续发展。

智能变电站；继电保护；安全措施；可视化技术

引言

在传统的变电站当中主要是通过继电形式完成安全保护，而智能变电站则彻底突破了传统直流控制回路的限制，使用光纤网络代替传统的继电形式，此种方式不仅具备良好的绝缘性和抗干扰性，还能有效避免由于接线口出现松动而产生的开路问题。而智能变电站中继保安全措施尤其重要，但检修人员一般对其虚拟化无所适从，因此本文将对智能变电站继电保护安全措施以及可视化技术进行简要分析研究。

一、智能变电站简述

智能变电站属于当前比较先进的一种变电形式，将推动全站信息实现信息化、推动通信平台实现网络化、带领信息共享实现标准化，在安全可靠、高效的基础下顺利完成采集和控制信息等多种功能[1]。按照具体的功能进行划分，智能变电站主要由过程层、站控层以及间隔层组合而成。其中以智能组件以及一次设备作为过程层的主要构成元素，而智能组件又主要是以合并单元、智能设备以及相关终端组合而成，负责帮助智能变电站完成电能的传输与分配。而在间隔层当中主要负责检测和控制职能变电站中的各种设备，以实现智能组件能够在此环节实现交互通信、输入输出等功能[1]。在站控层当中主要由通信设备、控制系统以其他子系统构成，负责测量和控制智能变电站当中的全部数据，并确保管理工作的顺利进行。

二、智能变电站继电保护安全措施

智能电网中最为关键的组成部分就是智能变电站中的继电保护设备，在确保继电保护设备具有灵敏性、选择性、速度性以及可靠性的基础下，可以将配置细分成过程层以及变电站层。其中在过程层设备当中以一次设备独立配置主保护为主，在一次设备周围放置智能终端以及合并单元，使其能够融为一体从而通过合并单元实现继电保护。

（一）线路保护

在智能变电站当中通过对计算机信息技术、在线监测技术、传感测量技术等进行充分合理运用之后，能够有效实现对变电站的智能化操作控制，这也是智能变电站与普通变电站之间最主要的区别。而保护线路安全方面主要以使用电子式互感器以及传统互感器相结合的方式，同时还包括合并单元缺陷以及线路保护装置缺陷[2]。其中电子互感器是一种传感设备，互感器中融合了大量的先进技术可以完成实时监测在电力传输线路中的电压与电流，并获取相应信息。在保护母线是主要以退出GOOSE操作为主，实现对线路和智能终端的保护。因此在合并单元并且打开回路之后，将直接退出软压板操作，通过输入光纤并取下线路用于保护背板SV。

（二）主变保护

主变保护安全措施与线路保护安全措施有重合部分，即均需要使用电子互感器以及传统互感器，而在主变保护当中还需要进行检修校验以及某侧合并单元缺陷。在主变保护缺陷方面则需要额外进行保护功能试验。智能变电站的继电保护其实就是通过靠近被保护设备缩短与之距离，从而实现就地化布置保护装置。在坚持电缆采样、电缆跳闸的原则，在GOOSE网络的帮助下充分发挥出联闭锁功能，使用电缆采样的方式保护装置，能够减少对外部时钟的依赖，从而使得就地间隔层保护更加可靠；而在使用电缆跳闸的过程当中则有效保护速动性，同时联闭锁功能也使得信息共享优势得以充分发挥，因此无论是过程层、站控层网络还是其他系统发生故障之后，就地间隔层的主保护性能依旧不受影响。

（三）母线保护

所谓的母线保护具体来说，指的就是跨统一电压等级的多间隔保护设备，尤其是在适应间隔功能就地化布置方面，需要使用分布式母线保护安全措施。通常情况下主要由主机和从机构成，在母线保护当中分别由三个单元构成，即主单元CU、间隔单元BU、数据汇集单元MU，其中主单元CU主要是借助MU即数据汇集单元对保护各个间隔采集的电流、电压以及开关量数据信息等进行有效读取，从而完成判别保护原理的工作[3]。而间隔单元本身为独立装置，能够完成就地化安装，其主要负责完成采集和预处理本间隔电流量，与此同时直接向主单元传输已经完成A/D转换之后的数据；另外间隔单元还需要完成识别本间隔扎到位置、监视开关位置等工作，并完成向主单元传送位置信息的任务，在接收到主单元发出的动作指令之后自动保护开出跳闸操作箱。

（四）母联保护

当检修位置正好和母联开关处相重合时，设备则正处于停电状态，此时保护母联安全措施需要通过使用电子式互感器和传统互感器，并且通过保护母联、在智能终端处投入检修压板后退出GOOSE网络并启动失灵接收软压板，进行基于母联保护之下光纤输入和电缆取下，之后将单元段合并同时打开CT与PT回路。如果检修位置与母联开关处相重合时，而设备并未处于停电状态，那么此时保护母联安全措施则为合并单元缺点以及母联保护装置缺点，值得注意的是在此环节当中需要做好保护功能试验。

三、智能变电站继电保护可视化技术

（一）确认检修状态的机制

鉴于在智能变电站继电保护安全措施当中，与原有硬压板相比，GOOSE发送和接收软压板、检修压板以及其他新型隔离技术存在不直观、易漏投退等各种二样的问题，因此需要通过在GOOSE当中增加安全措施确认机制，以完成对现场检修工作中安全措施实施情况的有效确认[4]。通常情况下可以通过第三方完成确认或者是通过修改程序，以及接收方装置增加确认检修状态的功能达到这一目的。考虑到增加接收方确认机制往往需要对大量修改相关装置设计，因此笔者认为可以使用网络报文分析仪等装置设置用以完成对安全措施的及时确认。

（二）可视化安全措施回路

在确保智能变电站正常运行的情况下，安全措施回路负责使用图形化的方式，直观形象地展示出保护装置检修压板的状态，以及帮助GOOSE接收和发送压板状态等内容。从而有效帮助运维人员降低理解和掌握智能变电站情况的难度，进一步提升保护系统检修工作效率和工作质量。因此笔者认为需要尽快建立健全可以实时监测智能变电站继电保护状态的可视化系统，并且通过与智能变电站当中的网络报文分析仪、录波信息、监控系统信息以及保护逻辑树信息等多种信息源相互融合，从而真正实现装置当中内部信息、控制回路、安全措施回路的可视化[5]。

四、结束语

总而言之，在整个电力系统当中智能变电站的重要性不言而喻，对整个电网的智能化也起到积极的促进作用。与此同时，确保智能变电站继电保护安全也已经成为了变电站建设管理工作中的一项重要工作内容，甚至在一定程度上影响着智能变电站的长远发展。因此本文通过对智能变电站的具体结构等内容进行简单介绍，分别从线路保护、主变保护、母线保护、母联保护出发，着重研究了智能变电站继电保护的具体安全措施以及可视化技术，希望能够为智能变电站实现长久、安全、稳定运行提供必要的帮助。参考文献

[1]孙志鹏.智能变电站安全措施及其可视化技术研究[D].华北电力大学,2014.

[2]李磊，赵梦露.智能变电站安全措施及其可视化技术研究[J].中国高新技术企业,2016,25:141-142.

[3]孙志鹏,陈晓刚,叶刚进,张辉.智能变电站继电保护安全措施技术及可视化研究[J].电工技术,2014,04:19-21.

[4]侯伟宏,裘愉涛,吴振杰,吴靖.智能变电站继电保护安全措施研究[J].中国电力,2014,09:143-148.

[5]李颖毅,盛海华.智能变电站继电保护多维度管控方法研究与实践[A].软实力与现代化管理实践——2015全国电力行业企业管理创新论文大赛获奖论文[C].2015:2.