电力系统中智能变电站的继电保护技术

文/杨景伟，郑州向心力通信技术股份有限公司

1 导言

智能变电站是在传统变电站的基础上，借助相关的智能设备，使其所包含的各种数据从源头上真正实现数字化，使相关方面的信息处理方面实现自动化，使电网得到合理调节，以便能正常发电的现代化变电站。本文主要针对智能变电站技术及其对继电保护的影响进行分析。

2 智能变电站技术及继电保护技术

2.1 智能变电站概述

一般来说，我们所说的智能变电站技术是指：一种利用数字化和自动化技术确保变电站信息实现高效采集与传输的技术，作为我国电网建设发展的重要方向，智能变电站技术促进了协议统一化、信息网络化、设备智能化、运行自动化以及网络化的有效实现。通过运用智能变电站技术，工程造价得以有效降低，传统变电站电磁互感器相关问题也得到了有效解决，电力技术实现了新的发展。相关研究表明，智能变电站包含了三个层面：过程层、间隔层以及站控层，只有将这三个层面建立起相应的数据连接通道，才可以实现数据的同步，而确保数据稳定的关键在于变电站中的过程层。

2.2 智能变电站继电保护技术

智能变电站继电保护中的数据采集、传输和处理工作主要是依靠继电保护技术中的软硬件条件。数字核心部件是智能变电站继电保护技术的关键，数字核心部件相当于一台小型计算机，其能够有效的对多个变电站继电保护控件进行高效的控制与处理；此外，模拟量输入接口控件也是继电保护装置的一个重要部件，它实现了以信息采集为重要条件的计算机与外部控件的相互连接。

3 智能变电站技术对继电保护的影响

相比于传统的变电站，智能变电站技术对继电保护的影响，主要有以下几个方面：

3.1 二次信息的网络传输代替了传统的二次电缆硬连接，改变了继电保护数据的传输方式，二次信息的网络传输实现了设备的信息共享，使跨间隔保护更加便捷，能够实现继电保护的跨间隔以及跨电站；另外，网络化传输提升了数据保护的实时性和可靠性。

3.2 继电保护数据的处理和利用方式发生了变化：智能变电站中，IEC61850的应用实现了不同设备间的互联、互通、互操作甚至是互换，这就促成了IED设备和二次信息的分离。

3.3 由电磁式互感器转变为电子式互感器，继电保护源数据的性质发生了变化。这就需要对电磁互感器传变特性设计的一些算法以及整定原则做出相应的调整和改善；还需要对电子式互感器采样就地数字化可能造成的数据同步、延迟等问题进行评估。

4 智能变电站技术对继电保护的影响分析

智能告警与故障分析。在继电保护系统中，智能变电站技术可以发挥智能告警、故障分析的作用。智能变电站技术设置了专家知识库，对专家提供的智能告警和故障分析内容进行存放，一旦发现系统中出现故障，系统就会自动启动智能告警系统提示，并准确分析出故障所在。

提供辅助。虹桥ASCS变电站中的智能辅助管理系统对继电保护提供了很好的辅助作用。对于变电站现有的辅助系统来说，智能变电站可以实现其统一接入和控制，并进行数据的集中分析处理。智能巡检。虹桥变电站运用的是智能巡检机器人系统，它可以对可见光图像和红外图像进行自动采集，并进行分析存储，对于机器人采集到的图像，还可以通过动态显示。在巡检过程中，可以对机器人的运动和云台动作进行手动控制，并对其方位和运动状态进行实时显示。通过机器人的电源状态，可以分析继电保护的运行状态，并对其异常情况进行报警。

5 智能变电站技术特征与架构体系的分析

5.1 智能变电站技术特征主要有三方面：

（1）在相关的电流、电压方面的数据采集可通过某些装置实现自动化，并且终端得到的所有数据都具备数字化特点，这样就使变电站真正实现智能化，所有的冗余信息会集成化，同时也会使变电站的监视、保护、故障检查等方面得到统一控制，不再是借助于独立装置分别进行控制。可以说智能化变电站技术减少了硬件设备的冗余，节省了相关方面的成本投入，另外，信息的集成化，使得信息可以分享的范围增大。（2）将体积比较小的电气量检测系统和智能开关设备系统结合在一起，在使系统结构得到紧凑的同时，也使两者的功能叠加到一起，使整体功能得到提升和优化。（3）智能化变电站利用相关的信息技术，对变电站的所有装置的工作状态信息进行监测收集，然后和准确的数据信息进行对比，确定工作失控处，也就是故障点，这有便于维修人员及时发现故障，及时维修。

5.2 智能变电站架构体系

智能变电站的架构体系是不同于传统的变电站的，主要有五部分祖成，准确的说是三层两网络，三层指的是站控层、过程层和间隔层，两网络指的是站控层和过程层网络。其中过程层包含的是智能化开关以及电子互感器这样的一次设备，主要作用就是对各种设备运作进行检测，检测目的：（1）查看其是否出于正常的工作状态；（2）采集设备运作时的信息。间隔层中的设备主要是起监控作用的相关设备，对变电站中比较重要的装置进行监控，以便维修人员能通过监控录像，及时发现其处于非正常工作状态的原因，这对变电站的正常运作也起到了保护作用。站控层的主要目的就是使变电站的所有信息资源得到统一控制，而不是由单一的装置独立控制，主要通过人机交互设备以及数据前置机等设备来实现。

6 结束语

随着我国科学技术的发展，电力系统开始向智能化自动化方向发展，作为电网发展中的重要组成部分，智能变电站在继电保护中有重要的影响。因此，必须要把握智能变电站技术的主要特点，并就智能变电站技术对继电保护产生的影响进行分析，了解目前继电保护中智能变电站技术的应用。在实际生产中，电网企业也要加强继电保护中智能变电站技术的应用，并不断完善继电保护工作中的不足，推动我国电网的可持续发展。