智能变电站继电保护配置分析

安徽省合肥供电公司 李 品 林志勇



智能变电站继电保护配置分析

安徽省合肥供电公司 李 品 林志勇

【摘要】对于智能变电站来说，继电保护配置是其十分关键的构成部分，在继电保护配置满足各种性质的基础上，可以把整个继电保护配置分解成不同层次。本文针对智能变电站的继电保护配置进行全面的分析，从而有效的提高智能变电站继电保护的安全性和可靠性。

【关键词】智能变电站；继电保护；配置

引言

近几年，在电力系统的不断建设中，智能电气装备开始被广泛普及，而且与这种装备配置有关的技术也开始逐渐增多，使得现代化的智能变电站开始成为变电站的未来发展趋势。在科学技术发展的今天，这种继电保护配置在智能变电站中已经成为了十分重要的组成部分，同时也受到了人们的高度关注，因此，为了进一步提高智能变电站的有效性和稳定性，需要对变电站内继电保护系统通讯互联网、以及各种方式等内容做统一管理，所以我们对该继电保护配置的分析和研究也十分有必要。

一、继电保护配置分析

目前，随着国家电力行业的快速发展，相关领域对继电保护设备的要求越来越高，互联网络科学技术的快速发展又给继电保护技术带来了新的活力，在一段时间的发展进程中，变电站继电保护已走进微机继电保护的发展阶段。一台完整的继电保护装置主要由两部分组成，分别是硬件和软件。其中，软件主要指在计算机程序中，根据相关的保护原理对硬件加以控制，按照顺序完成计算机中各种执行命令的操作。其硬件配置主要包括数字核心部件、模拟量输入接口部件和开关量输入接口部件，下面我们就来具体分析一下。

1.数字核心部件

继电保护中硬件配置的数字核心部件主要是一台专门设计的微型计算机，通常由中央处理器、存储器等各个部分构成，在数据总线、地址总线和控制总线的作用下形成一个完整的系统。继电保护程序主要在数字核心部件中指挥每一个外围接口的部件进行运转，从而达到处理数字信号的目的，最终实现其保护原理。

2.模拟量输入接口部件

继电保护装置在判断电力系统是否处在不正常状态时依据的主要是模拟电量。电力系统中的模拟电量包括交流电量、直流电量和各种非电量。而模拟量输入接口部件主要是把电力传感器输入的模拟电量准确的转换为离散的数字量，并把其运输到数字核心部件中加以处理。

3.开关量输入接口部件

开关量主要是能够反映出“是”或者“不是”这两个状态的逻辑变量，比如控制信号中“有”或者“没有”等等。变电站中的继电保护装置通常需要掌握开关量的实际状况才能做出精准的反映，从而避免内部弱点电子电路不受外界的侵入。

二、继电保护配置机构

目前，数字化变电站主要是在自动化一次设备的基础上增加网络化的二次设备，并以IEC61850为前提，最终达到资源共享的目标，同时具有继电保护等功能的一种现代化变电站。

1.过程层

过程层在对继电进行保护时主要是运用快速跳闸装置进行的。先对电力运行过程中的电气量进行监控，例如电流、相位等，并在交换机的作用下在网络中达到传递信息的目的。其次，要检测各种运行设备的参数以及其隔离开关等设备的工作状态等。然后，需对直流电源的充放电加以控制。

2.间隔层

间隔层主要起到保护和控制设备的作用，对间隔层的数据进行实时采集，并控制命令所发出的优先级别等等。

3.控制层

控制层的设备有主机、转换器等等。它的作用主要是对整个变电站的数据进行实时汇总并整理，刷新数据库的内容，并把所收集到的信息传输给监控中心，除此之外，还可以运用各种不同的运行方式，预先结合离线定制整定算法，确定系统在运行过程中对所产生的状况自动切换到已经事先设定好的保护定值区内。智能变电站根据对象所进行保护装置的配置和使用常规互感器是一样的，将传统方法中的保护装置，即交流量插件以光纤接口替换。

三、继电保护的相关问题

1.在智能变电站的系统中，电流速断是主要保护方法，这种保护是在最大运行状态下利用系统线路的末端三相短路电流。不过因这种保护方式的灵敏度大于1.2，所以要把动作电流值取得稍微小一点，如果线路过长，或者配电变压器过多时，动作电流值就要取更小的数值。整定过程中，如果未充分考虑电流速断保护的作用，变压器投入运行后，由于励磁涌流的初始值会过大，远大于无时限速断保护定值，会导致后续恢复供电后发生频繁跳闸等状况。

2.最近几年，随着我国电力系统的迅速发展，在各个行业中的应用较为普及，导致变电站中的短路电流发生改变，假若变电出口发生短路时，那么短路电流就会这种现象的影响下逐渐增大，严重时会比普通电流高出几百倍。一般情况下，短路电流倍数大，其互感器的误差相对较大，进而导致低灵敏电流速断保护无法执行其操作命令。

3.二次回路问题。变电站的保护系统中，二次回路数量多，其接线问题相对来说难度也较大，通常这一问题是产生故障的高发阶段。在对该设备进行检验过程中，大多数操作人员主要针对设备本体检测，对二次回路的接线检测重视程度不够，进而导致工作状况下发生二次回路的接线故障，例如回路不畅通等等。

四、继电保护配置实施的保护

1.过电流保护

对于电力系统来说，因其外部短路发生问题很容易导致电流在运行状态下出现负荷电流，这样会造成数值相差过大，但是如果当外部故障发生问题时，发电机中的过流保护会出现跳闸现象，如果发生负荷故障时，那么电力系统保护装配的行动信号会发生反应。为了加强继电保护的有效性，提高故障原因的辨识度，工作人员应在过电流保护中添加低电压原件，在变电站的继电保护系统中为了可以更好的区分故障发生的原因，必须在过电流保护中加入相应的低电压元件，因此，该保护系统是由低电压元件和过电流元件所构成。

2.变压器保护配置

变压器保护配置所使用的是分布式装置，这样可以起到差动保护的作用。变压器的后备保护主要应用集中式配置方式加以保护，针对非电量保护装置来说，它主要是应用独立式安装的方式进行的，其安装方式是在电缆的作用下直接把断路器跳闸引入进来。

3.复合电压过电流保护

在变电站的系统中，所使用的复合电压过电流保护主要是应用到变压器保护灵敏度无法达到要求的变压器系统中。其工作原理分析如下：变电站系统中，不对称短路事故发生时，则会使电流继电器随之运作，此时常闭触头会断开，低压继电器失压，常闭触头闭合，启动中心继电器。如果想让电流继电器在常开触头的作用下启动时间继电器，那么则需要运用整定延时将启动信号以及出口继电器使变压器两侧断路器断开。如果发生短路状态时，则会在刹那间发生短时负序电压，那么就会导致电压继电器失去电压，当负序电压没有后，其常闭触头会闭合，因此可以进一步的提高电压元件的灵敏度。

五、结语

现阶段，变电站发展迅速，为继电保护的未来发展也带来了新的机遇和挑战。智能变电站中的继电保护配置相对复杂，所以一定要确保该系统的可靠性和灵敏性。在继电保护过程中，要运用智能变电站中较为先进的科学技术，让继电保护配置可以最大限度的在智能变电站中发挥出其应有的作用，并及时切除系统中的故障。另外，还要按照不同电压等级的变电站制定出不同的继电保护配置方案，从而全面提高其继电保护的有效性，这对电网系统的正常运行起到一定的积极作用。

参考文献

［1］潘炳利.试析智能变电站继电保护相关问题分析［J］.科技创业家，2012，19：151-153.

［2］李锋，谢俊，兰金波，夏玉裕，钱国明.智能变电站继电保护配置的展望和探讨［J］.电力自动化设备，2012，02：122-126.

［3］路亚.智能变电站的机电保护配置探讨［J］.中国新技术新产品，2013，18：113-114.