智能变电站继电保护配置方式的分析与研究

吕巍

摘 要：在现代化的智能科技发展中，电力技术也融入了智能电网中，继电保护已经成为了智能变电站的组成部分。为了进一步的研究继电保护的装置配置，本文通过介绍继电保护的机构设施，进而探讨分析了继电保护的运行和配置方面，最后，对继电保护的实施进行了详细的介绍，希望通过本文的研究可以为只能变电站的未来发展提供参考与帮助。

关键词：继电保护；配置；分析研究

1 关于继电保护的机构

数字化智能变电站实现了信息的交互性和共享性，在自动化一次设备为基础的情况下加上了网络化的二次设备，遵守IEC61850并具有数据管理和继电保护双重功能。在结构上可以将只能继电保护分为3个层次：过程层，间隔层和后台控制层。

1.1 过程层

在过程层中，最核心的设备就是交换机，组成单位有合并单元，接口设备和智能终端。在过程层中，对继电系统的保护主要依靠快速跳闸进行完成，首先，实时监控电气运行时的电气量，例如电流和电压，相位和谐波等分量，在监控数据的传送上使用交换机装置实行交互式传递。其次，对运行设备的状态进行检测，例如变压器，断路器和隔离开关等，将参数数据进行记录。在最后实行操作，例如对直流电源进行充电放电的控制等。

1.2 控制层

在控制层中的主要设备是主机和规约转换器等，其主要功能是进行信息汇总，及时对数据进行刷新，上承下传。另一方面，利用不同形式进行方法预测，保护切换方式的最优解。

1.3 间隔层

在间隔层中，其主要功能是对设备进行保护，对相应的指令进行控制，采集间隔层的数据，控制相应命令的优先等级，担任着承上启下的转合作用。

2 关于继电保护的运行和配置

2.1 运行

（1）在智能变电站中，要想供电系统能够进行正常的运作，首先要保证整个系统中的线路和设备都在正常的环境下，保持正常的运行状态，这时，设备所反映出的数据和各项活动才能属于正常范畴。

（2）在供电系统出现故障时，通常是指在系统运行时某一线路或设备发生了变化，因损坏或出错将供电系统陷入无法正常工作的状态，从根本上妨碍了整个供电系统的安全性，若不及时进行维修或纠正，将导致严重后果。

（3）在发生异常时，供电系统虽然已经不能正常运行，却不会引起系统的故障。当异常情况发生时，继电保护装置便开始保护系统不受影响，发出响应信号进行妥善处理。所以，通过机电装置快速确定事故的范围并进行及时的预报，在智能变电站的电力系统中承担着保障作用，继电装置是保证电力系统的正常运行的重要保证。

2.2 配置

智能變电站经过多年的进化和发展，从传统的继电保护模式发展到了如今的智能数字保护模式。其中一次设备和二次设备使得各设备之间能够达到一个信息共享的平衡状态。在分层配置中实行继电保护装置，各种保护都在过程层中进行。在间隔层中使用的多数都是母线保护，获得相关数据的时候需要经过交换机进行完成。

（1）在对线路和变压器等主设备进行保护时，不需要间隔信息，只需要直接通过只能操作进行信息交流即可，也可以免去信息瘫痪的风险，进行脱机交换。

（2）再此方案中，后台控制进行最终的方案决策，变电站中的负荷保护和电源电路相关重合闸等也都可以实行统一的监管。以上装置都可以进行整体配合，简化分散的线路，提升系统的运行效率。

（3）在系统中需要注意的是及时的调整保护定值和范围，避免在正常情况下发生错误的保护现象，导致不必要的跳闸。在传统的继电保护中，运行人员根据实际情况进行定值的设定，在设定中还要考虑到线路和旁路的运行方式。由于现在的继电保护装置大都由光线构成，所以在测试中同步性显得非常重要。

3 继电保护配置方式的分析

3.1 关于过电流保护问题

在过电流保护中有2种情况：电压限定延时和复合电压。

首先，在电压限定延时的情况下的过电流保护问题：在外部短路的情况下，容易造成电流瞬间过大和过负荷电流。在故障出现时，电机的保护措施就会及时跳闸，若是由于过负荷导致的故障，则系统的动作信号就会发生改变进行警报。为了在系统出现故障时能及时分别故障原因，需要将低压原件加入到电流保护中，此种保护系统结合了过电流元件和低压原件的双重优势。

其次，在符合电压中的过电流保护：其主要应用是变压器保护装置的灵敏度。若是系统内出现了短路情况导致了电器动作，常闭触头就会断开，让低电压的继电器失压，若是重新闭合，则会启动中间继电器。

3.2 变压器的保护

在变压器的保护装置中主要还是采用分布式系统实现其保护功能。在变压器的后备保护中，其主要保护措施还是集中式的配置进行防护，相对与非电量的装置则考虑采用独立式的安装方法，在安装中的具体方式还是要靠电缆来引入跳闸设备，最后设置跳闸命令的网络指令由电缆进行接通。

3.3 关于线路保护

在当今的电力线路保护工作中，其主保护系统主要是由纵联差动做为主，其后被保护装置选用集中式，有利于线路的配置保护。要想达到纵联保护，使保护作用最大化，就必须对单断路由方式主接线和路由保护装置进行严密的设置，将其对侧线路保护以及主线路保护都实行借口装置通信，以确保线路的安全性得到提升。

4 总结

近年来，经过智能变电站的快速发展，其继电保护装置的研发也得到了大力支持，在机遇中带来了无限的挑战。本文介绍了继电保护的几种配置方式，充分利用了新研发的技术，结合智能系统，在安全上保证了现代继电保护不受系统故障的影响，能够迅速的定位并排除故障。随着科技的发展，相信在未来的研究中，将会进一步的提高智能变电中继电保护系统的性能。

参考文献

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[4]刘姝敏.开滦东部矿区35kV电网继电保护配置方式研究[D].华北电力大学（北京），2015.

（作者单位：冀北电力有限公司承德供电公司经济技术研究所）