智能变电站继电保护研究

陈永刚

(天津泰达电力有限公司 天津300457)

0 引 言

随着我国社会经济水平的提高以及电力系统及其自动化的发展，人们对于电力需求逐渐增加，传统变电站由于其设计初期存在的缺陷及落后性已经难以满足现代化电网的要求。此时，智能变电站逐步进入人们的视线，变电站的智能化也成为发展趋势，继电保护将在智能电站的运维及建设中发挥越来越重要的作用。在智能化发展中，将在传统继电器式继电保护装置的基础上建立变电站数字系统，实现变电站的智能化。在智能电站中，继电保护利用智能电子设备实现对电力系统的保护，将使继电保护功能更加完善可靠。

1 智能变电站特点

智能变电站可以及时对设备故障情况进行跟踪，随着智能化设备的大规模使用，站内基本实现数字化、网络化及规范化建设。智能变电站还能够通过在线监测的功能，及时对出现的状况进行处理，以避免因事故造成更大损失，利用该功能保证运行的可靠性。

随着电力设备和技术的发展，要求变电站具备信息及时传递、故障自动检测等新功能，智能电站需要采用人工智能技术、计算机技术、网络技术、传感器技术、通信等高新技术完成变电站内数据的采集、传输、存储、分析，进而在监控中心建立监控管理平台，以此实时监控站内设备运行状况。智能电站的存在，实现了变电站内单元信息的相互交流，提升信息共享的能力，相比老式变电站有了质的飞跃。

2 智能变电站继电保护

2.1 继电保护发展历程

关于继电保护的研究，主要是通过其内部结构功能及时判断电网运行中的不正常或者故障状态，并及时控制切除故障设备与非故障设备之间的联系，使故障的影响最小化。随着科技的进步与发展，继电保护经历了 5个主要发展阶段，依次为机电型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型。在国内，微机型继电保护是应用范围最广的类型，最早产生于20世纪60年代，到了 90年代逐渐走向成熟并广泛应用达到批量生产状态。随着信息技术的不断发展，数字处理器的应用逐步广泛，DSP以其先进的芯片内部结构、快速的运算速度、数据处理能量强等优势，应用于继电保护算法中要比 CPU效果更好，所以当今主流是以DSP技术为核心。随着智能电站的发展，关于继电保护装置在智能变电站中的应用研究逐渐增多，如根据变电站电压类型的不同来研究继电保护，对智能变电站继电保护装置的可靠性研究，对智能变电站在线监测的研究等。

2.2 智能电站继电保护技术

2.2.1 智能传感技术

在智能电网发展趋势下，智能传感器的出现为解决继电保护中存在的问题提供了便利。将智能传感技术应用在继电保护功能中，使其采集信息能力有了很大提升，通过该技术的应用，对信息数据采集有很大帮助，从而提高了智能电站设备运行的安全可靠性。

2.2.2 广域保护技术

广域保护技术是基于域实现对域内继电保护信息进行收集并进行域内外的综合评判。通过广域保护技术能够完成对该范围内的自动化控制，以此来保证智能电网运行的稳定性。广域保护技术在保护动作实施上优势明显，具有快速性、敏捷性，能够提高继电保护装置工作响应的速动性。通过利用广域保护技术，可以大幅提升电网运行中发现解决问题的能力。

2.2.3 保护系统重构技术

保护系统重构技术通过其重构功能，实现在线及时将继电保护装置系统进行完善和配置。保护重构技术的应用，保证了继电保护技术能够同相应电网结构契合，使继电保护装置能够稳定可靠运行。随着用电量、电能质量的提升，对于继电保护功能上也增加了越来越多的要求和制约。除了要求其具备传统功能，还需要能够完成系统重构，在发生继电保护原件由于故障或是其他原因无法正确动作的情况下，能够完成自动化查找替代部件，实现继电保护装置功能的正常运行，完成其本职工作，避免事故产生。应用保护系统重构技术，为电网及智能电站的安全稳定运行提供了保障。

2.3 智能电站继电保护的优劣

智能变电站继电保护功能的出现改变了传统变电站孤立存在、单一化的结构特点，解决了设备重复配置产生的资源浪费问题。相比于传统变电站中的继电保护，智能电站中继电保护对站内信息实现了共享，能够降低成本。此外，智能电站内整个监测系统重量、体积及结构上都有改进，系统的维护、配置以及工程的实施也更加便捷，实现了对变电站内设备的优化配置。相关设备的检修更具科学性和可行性，智能变电站可以及时、有效地获取电网运行状态的相关数据、动作信息、智能电子装置的故障以及信号回路的状态等。通过运用智能化设备装置，实现对所有功能单元实时状况的监控，有效实现信息盲区的采集。由于智能变电站建设处于起步阶段，新技术、新设备制造仍不成熟，设计理念上存在欠缺，智能电站继电保护的应用需要进一步研发。