智能变电站继电保护若干问题研究

李延东 张亮 马慧芳 张蓓蕾

摘要：随着科学技术的快速发展，自动化技术在变电站中也得到了广泛的应用。智能变电站是未来变电站发展的必然趋势，而变电站作为电网系统不可或缺的组成部分，对系统的稳定运行及电能的稳定供应有着重要的影响。继电保护是智能变电站运行过程中的重要工作内容，虽然目前已引起人们的注意，但还存在很多问题。本文主要先对当前智能变电站继电保护过程中存在的问题进行分析，进而探讨相关的优化改进策略。

关键词：智能变电站;继电保护;优化改进;策略探讨

引言

智能变电站是智能电网的重要基础，其运行过程的稳定程度在很大程度上影响着电网的质量。而继电保护系统是智能变电站的重要组成部分，其运行的可靠性和稳定性又将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定性。在这种情况下，如何保障继电保护系统的可靠性，成为了相关单位及各部门所面临的重要问题。

1智能变电站的特点

智能变电站主要有以下几个方面的特点：①以通信平台网络化、信息共享标准化以及全站信息数字化为基本要求;②具有智能调节、电网实时自动控制、协同互动以及在线分析决策等功能;③可靠性高：高度的可靠性是智能变电站的基本要求之一，智能变电站是一个完整的系统，当某一个部分或是某一个设施出现故障，整个系统的运行也会受到影响，因此智能变电站内的所有设备都具有高度的可靠性，从而为系统的正常、稳定运行提供保障;④交互性良好：智能变电站在完成信息的采集和分析后，不仅能将这些信息在内部进行共享，而且还能在更高级的系统之间进行互动。

2关于继电保护

2.1继电保护的概念

继电保护是通过检测电力系统中发生的异常情况或是故障，从而发出报警信号，或是将故障进行切除或隔离。由于这一过程中会使用一些有触点的继电器对电力系统或相关元件（如发电机、变压器及输电线路等）进行保护，从而避免其被损坏，因此称为继电保护。继电保护装置一般是由测量元件、逻辑环节以及执行输出等三个部分组成，且其在技术上应满足选择性、速动性、灵敏性及可靠性，从而更好的实现继电保护功能。

2.2继电保护的基本原理

继电保护装置的功能一般要根据电力系统发生故障前后的电气物理量的变化来通过相应的原理实现。在实际的电力系统运行过程中，电力系统发生故障后，其前后电气物理量的变化有———电流增大、电压降低、测量阻抗发生变化以及电流和电压之间的相位角发生改变等。根据这些变化，继电保护装置会构成各种原理的继电保护，如母线继电保护、变压器继电保护、发电机继电保护等。

3当前智能变电站继电保护实际运行过程中存在的问题

3.1设备接口连线不合理，光线联系不稳定

变电站的设备数量较多，不同设备的接口终端也较多，并且在实际的运行过程中，同一段间隔的SV插件采样和GOOSE设备之间的接口连线须连在不同的设备之间，这不仅给实际操作带来了难度，而且还加大了设备接口连线连接的不合理性。此外，保护装置、合并单元以及智能终端之间的光纤联系终端或不稳定也是常见的问题，主要原因有外力原因（如硬物挤压）导致保护装置与智能终端之间的光纤损坏，或者保护装置的SV插件或GOOSE插件损坏。SV插件的采样值、GOOSE插件的开关量需要不间断的、实时大量运输，因此对插件的质量要求较高，当插件出现质量问题或是出现损坏时都会对继电保护装置造成影响。

3.2合并单元、智能终端故障

在智能变电站中，合并单元、智能终端并不是只对应一个保护装置，也会存在一对多的情况。例如：当某条线路上的合并单元出现损坏时，与之对应的保护装置也会停止运行，与此同时，与其有联系的母线上的保护装置也会根据线路检修的运行方式来选择终止保护功能或是其他。

3.3硬件及室外装置老化

现阶段，有些智能变电站由于投运时间较早，因此会出现硬件及室外装置老化的现象。如一些合并单元、智能终端的稳定性和准确性较差，无法满足电网系统的运行要求。此外，室外装置老化主要表现在智能控制柜出现大量积尘或出现锈蚀的现象，这些都加速了设备的老化。

4智能变電站继电保护的优化改进策略探讨

4.1合理设置设备接口连线

在进行设备接口连线的设置时，应确保同一段间隔的SV插件采样和GOOSE设备之间的接口连线在不同的设备之间进行，并对相关插件的质量严格把关。此外，在智能变电站中，除了一些就地化配置的合并单元、智能终端与一次设备之间仍然使用电缆之外，其他的应使用光纤电缆代替，并做好电缆的维护工作，防止齐备污染和损坏。

4.2实施合并单元隔离措施

合并单元主要为保护装置提供交流采样数据，类似于常规微机保护的数据采样。在一次设备带电运行、间隔合并单元故障或进行不停电保护装置校验时，安全隔离范围应包括所有接收该合并单元交流采样数据的保护测控装置。例如某线路合并单元故障，在检修前应退出该间隔对应的线路保护及该合并单元对应的母差保护。对于线路保护而言，本间隔合并单元故障造成保护装置采样异常，保护功能已闭锁，为防止保护装置误动，故将对应保护装置退运。对于母差保护而言，在一次设备带电运行情况下，某线路间隔采样异常，会使得母差保护计算产生差流，很可能造成母差保护误动，故将母差保护退运。

4.3做好继电保护装置版本及软压板的校对工作

在优化改进智能变电站继电保护的过程中，应做好继电保护装置版本的校对工作，以确保设备的硬件和软件版本是否为国家电网系统检测的版本，如若不是，则应及时上报更改。此外，还应加强机电保护装置软压板的校对工作。在智能变电站中，除了置检修状态这一功能使用硬压板外，其他的都应改为软压板形式，并增加SV接收软压板。在此之前，应认真核对软压板的正确性，从而实现继电保护装置的稳定运行。

4.4线路保护装置隔离措施

一次设备带电运行，在某线路保护装置故障隔离时，应首先断开“线路保护启动失灵”保护回路，需要退出线路保护启动失灵保护发送软压板及母差保护接收该间隔启动失灵开入接收软压板;其次，应与对侧线路保护隔离，两侧纵联差动保护跳闸改信号并断开纵联通道，以避免线路保护误发远跳信息;再次，退出保护装置与本间隔合并单元间的SV接收软压板，退出保护装置与本间隔智能终端间的GOOSE发送软压板;最后退出该线路保护装置的重合闸功能，避免保护误动。

4.5智能终端隔离措施

智能变电站智能终端是保护测控等装置对一次设备进行控制和状态量采集的接口。某线路智能终端故障隔离时，应调整受影响的保护装置的运行状态（如将该套智能终端对应的线路保护、母差保护由跳闸改信号），退出本套智能终端的出口硬压板，退出重合闸功能。此外，由于双套冗余配置的两套过程层网络间没有联系，因此在一次设备带电运行、一套智能终端退运的情况下，应断开两套智能终端间的重合闸启动和闭锁回路。

结束语

智能变电站继电保护安全措施的制定和实施是智能变电站二次系统运维的一项重要内容。智能变电站保护相比于常规微机保护有着显著的差异，传统作业方式面临巨大的转变，这给现场继电保护运维人员带来了严峻的挑战。本文重点分析了智能变电站的组成特点和各继电保护设备的安全隔离方法，最后讨论了安全措施制定的原则，期望能为执行智能变电站二次设备安全措施提供一定的参考。

参考文献

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