智能变电站继电保护及自动化系统研究

2021-11-30王喜

科学与信息化 2021年24期

王喜

国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司江苏苏州 215400

引言

智能变电站是当前变电站发展的主要方向和趋势，也是我国科学技术的具体体现，具有明显的时代意义，也具有电力事业发展的实际意义。其中，电力作为国家和社会发展的关键动力，也是人们日常生活的重要能源。如何保证电力供应的稳定性和安全性，直接决定了国家和人们不同需求。同时，在这一整体趋势下，我国的电力资源需求总量也在不断上涨，这就使得传统的变电站运行模式已经不能满足当下社会的实际需求了。对比之下，智能变电站已然成为我国电力系统的重要组成部分。而针对智能变电站的运行，继电保护系统又有着不可取代的作用。基于此，电力企业和相关工作人员，还需要进一步加大对继电保护系统的研究，切实对焦安全隐患问题，确保继电保护系统作用的正常发挥，保证我国电力系统的平稳运行。

1 智能变电站继电保护概述

一般认为，智能变电站是伴随着我国电力领域不断发展而衍生出来的新兴产物。在智能变电站运行的过程中，也体现出了很多高科技元素，是对电力事业运行的一个变革和创新，也进一步推动了我国电力事业的自动化管理进程。那么从智能变电站具体的技术应用来看，主要包括了网络通信技术、光电信息技术以及微电子集成技术等多个方面。同时，若从本质上针对智能变电站展开分析，可以将智能变电站看作一个具有多种功能的电气设备，并在设备中一并融合了自动化的属性。此外，在生态环保理念的支持下，对比传统变电站，智能变电站也体现出了更好的节能效果[1]。

对比智能变电站和传统变电站，智能变电站的优势主要体现在以下3个方面：①在智能变电站的结构方面，智能变电站基本上采用的是三层量网络方式。在三层量网路方式的基础上，针对传统的变电站结构进行了全方位的优化与革新。同时，在智能变电站中也对通信技术和信息技术进行了应用，包括信息的采集、信息的操作、指令的下达等环节，都能够实现自动化。过程中，即便是遇到了风险问题，智能变电站对比传统变电网往往能够达到风险自动化保护的效果，切实降低了风险带来的负面影响，切实提高了电力系统供应的稳定性和安全性；②智能变电站对比传统变电站要具有明显的信息共享优势和平台网络化优化。一般认为，在智能变电站运行的过程中，通过对信息技术的应用，能够更好地对焦系统的信息，完善系统信息的交流和互动，实现系统信息的共享，以此来切实提高系统运行过程中的协调性；③智能变电站对比传统变电站还要具有更好的节能优势。这主要是因为相对于传统的变电站，智能变电站在运行方式上要更加合理，从而减少了智能变电站运行过程中的能源需求，为电力企业节省了更多的成本，也更有利于促进我国电力事业和经济整体的可持续发展。

2 继电保护系统概述

一般认为，在智能变电站中，继电保护系统是最为重要的系统。这主要是智能变电站的运行往往伴随着各种各样的风险因素，并在风险因素的导向下，引发电力故障，甚至是安全事故。那么针对这一问题，就需要对继电保护系统进行应用，切实对焦智能变电站的风险问题，达到风险防控、风险管理的目的。过程中，通过智能变电站中继电保护系统的应用，便可以针对智能变电站进行自动化监测，并结合自动化监测的数据信息来提炼出状态情况和故障情况。期间，如果智能变电站的效果参数出现了异常，例如温度参数异常、电力参数异常等，继电保护系统便能够及时针对异常问题进行反馈。一方面是由工作人员及时对其进行处理，另一方面也能够采取一些应急措施，如线路切断、故障隔离等[2]。

3 智能变电站继电保护的标准要求

3.1 一次设备智能化

一般认为，在变电站中一次设备是至关重要的组成部分，如果做好一次设备的智能化发展有着十分关键的意义。同时，一次设备的智能化建设，也是变电站智能化建设的前提和基础。只有确保了一次设备的智能化发展，才能够保证变电站的智能化发展，才能够真正提高变电站的功能。但是，从我国目前的实际情况来看，由于智能化发展进程较晚，很多技术还不是很完善。在一次设备智能化技术应用与融合的过程中，仍会受到很多阻力，真正意义上的一次智能化设备若想要投入使用，还需要一段时间。那么针对这一问题，在当前为了能够发挥出变电站的智能化功能，电力企业和相关工作人员大都会将智能构件与一次设备进行关联，以此来达到一次设备智能化的初步效果，并连带着变电站的智能化效果提升。其中，较为常见的主要包括了断路器的智能化、变压器的智能化等。一般认为，在智能变电站实际运行的过程中，一次设备和二次设备是至关重要的。主要保证了二者的交互效率，才能够在真正意义上保证电力系统的平稳运行。而针对这一问题，伴随着我国数字化技术的持续发展，也针对传统的一次设备与二次设备交互方式发生了很大的改变。在二者交互的过程中，通过数字化技术的应用，能够进一步加速数据和信息的共享，提高数据信息共享的效率，使其成为智能变电站发展的重要基础。

3.2 二次设备网络化

一般认为，与传统的变电站相对比，智能变电站是存在本质上的区别的。不仅仅是智能变电站具有更强的功能，在结构上也与传统变电站有明显的不同。尤其是针对一次设备和二次设备的信息传递问题。传统变电站采用的方式是二次回路，而智能变电站则会选择对光纤进行利用，以此来达到网络化的发展效果，切实提高了数据信息的传输效率，也能够对焦以往信息传输中存在的误差，以及数据信息共享中存在的误差进行消除。此外，在传统变电站中，如要对设备进行连接，而用到的工具便是缆线。对此，智能变电站同样能够改变这样的连接方式，使其在网络信息的基础上实现设备的有效连接。一方面是全面优化了数据信息的传输效率，另一方面也提高了数据信息传输过程中的可靠性，并同时减少了缆线材料方面的成本投入，提高了综合效益。最后，则是在变电站继电保护的过程中，传统变电站往往很容易受到人为因素的影响。而智能变电站的应用不仅仅是提高了结构整体的简约型，也在极大程度上提升了继电保护的效果[3]。

4 智能变电站继电保护功能分析

4.1 限定延时电压

一般认为，在智能变电站实际运行的过程中，电力企业和工作人员通过对延时电压进行限定，能够进一步提高几点保护系统的运行效果。同时，从智能变电站实际的实际运行情况来看，往往也很容易受到诸多因素的干扰。包括环境因素干扰、人为因素干扰等。那么在这些因素的影响下，便很容易导致智能变电站出现短路问题，从而给正常的电力供应带来负面影响。过程中，电力企业和工作人员通过变电站的限定延时控制，能够进一步对焦这些负面影响，切实削弱负面影响带来的干扰。过程中，电力企业和工作人员采取延时控制方法。首先可以针对智能变电站的电流问题进行监测，确保电力信息的实时获取。期间，如果发现电流值出现了异常情况，继电保护系统便开始发挥功能，针对线路予以切断，从而避免因为异常电流问题给系统造成损害，以此来达到变电设备的保护效果。

4.2 辅助决策功能

一般认为，在电力系统运行的过程中，故障问题是很难避免的。很多因素的存在，都容易引发故障问题，进而增加系统的运行风险。同时，从继电保护运行的实际情况来看，也很容易在故障因素的干扰下出现保护误动。甚至是在错误的继电保护过程中引发电力事故，以及带来电力设备的损坏。因此，针对以上问题，在电力系统运行之前，就需要电力企业和工作人员对焦各类系统故障问题做好分析和研究。尤其是要明确故障问题的成因、内容、位置等关键信息。但是，在进行人工操作的过程中，也很容易受到人员经验和人员专业素养的影响。或者是限制了故障问题处理的效率，或者是导致了一些故障问题没有被发现，以及在发现后采取了错误的处理方式。对此，仍是需要借助继电保护系统来减少人员操作的负面影响，针对系统运行中所产生的数据信息进行收集，以及针对数据信息开展模糊分析。通过继电保护的应用，一方面是能够提高故障问题判定的及时性，准确收集有关故障的数据和信息；另一方面也能够针对系统的故障问题进行预测，达到防患于未然的效果。

5 智能变电站继电保护及自动化系统的常见故障问题处理方法

5.1 智能终端故障处理

针对以上问题，在智能变电站继电保护及自动化系统的常见故障问题处理中，首先是针对智能终端故障进行处理。一般认为，作为智能变电站的重要组成部分，一旦智能终端发生了故障问题，便会对智能变电站的整体运行产生负面影响。包括变电站的跳合闸失灵等。因此，针对这一问题，首先是需要明确系统安全运行这一主要原则，避免故障给跳合闸带来的影响。期间，技术人员可针对智能终端的出口板进行退出处理，以此来削弱由于智能终端故障因素带来的负面影响。之后，再由工作人员针对智能终端的故障问题进行分析与处理，明确故障的成因、内容和位置等相关要素。

5.2 间隔合并单元故障

一般认为，在智能变电站继电保护系统运行的过程中，合并单元有着至关重要的作用。其中合并单元的功能主要体现在针对系统运行中的基础数据信息进行监控。因此，一旦合并单元出现了故障问题，便会直接给智能变电站的智能保护系统带来严重的负面影响。那么基于这一问题，在合并单位发生了故障问题后，维修人员首先需要对其进行断开处理，确保发生故障的单元能够被断开，以及停止运行。从具体的操作来看，首先是单线间隔保护出口压板退出，以及故障位置保护出口压板退出，并同时对故障位置的保护母线装置进行退出处理。电力企业和维护人员借助于这样一种处理方式，能够进一步削弱单元故障带来的负面影响，并控制单元故障的持续发展。同时，也能够针对单元故障问题对智能变电站带来的影响进行控制，最大限度地降低影响效果，具有十分重要的意义和价值。