智能变电站继电保护及自动化系统的研究及实际应用

柳旭升 肖旭东

国网中卫供电公司 宁夏 中卫 755000

引言

电力能源的出现让人类的生活方式发生了天翻地覆的变化，改善了人们的生活条件，让人们的生活更加便利。在整个电网的运行过程中，变电站是最重要的一环，不仅要对产生的电力能源进行合理分配，还要保证电力能源在整个运行过程中的安全合理。在人们的日常生活中，变电站可以为人们提供充足的电力能源，为人们的生活提供便利。如今国内科技发展水平进一步提高，变电站的继电保护设备也可以借助科技水平再一次升级，使变电站继电保护设备更加智能化科技化，保证电网的安全稳定运行。

1 智能变电站继电保护概述

1.1 智能变电概述

智能变电站使工作更加智能化自动化，保证继电保护工作的安全稳定，一定程度上避免了人工操作出现失误的风险。智能变电站由两部分组成，分别是智能高压设备和变电站统一信息平台。智能高压设备由智能变压器，智能高压开关设备等组成。在变电站工作过程中，智能高压设备可以对变压器进行实时监控，在变压器出现异常时对变压器进行适当调整，以此来保证变压器的稳定运行。如果变压器出现故障，智能高压设备则会第一时间进行断电保护，同时发出警报对工作人员进行预警。智能高压设备除了能够保证供电设备稳定运行，避免人工操作引发失误之外，还可以保证电子互感器正常工作不受外界环境干扰。而变电站统一信息平台的作用主要有两个：首先，在工作中变电站工作人员可以通过信息平台共享工作信息，保证变电站工作的顺利运行。通过信息平台工作人员可以得知电力工作中的注意事项和设备信息，以便于工作人员完成工作。其次，变电站统一信息平台的信息透明化有利于各级领导以及社会公众人员监督变电站的工作，使变电站工作井然有序。

1.2 智能变电站继电保护概述

在变电站继电保护工作中，传统的变电站工作缺乏科学技术的支持，在发生意外情况的时候工作人员很难察觉到，导致电网出现故障，不能为居民提供稳定而安全的电力资源。同时，在工作中经常会因为工作人员操作失误导致变电站工作出现错误，不利于变电站工作的稳定运行。将智能化科学技术与变电站继电保护设备相结合，可以大幅度减少人工操作的工作环节，让变电站继电保护工作更加智能化高效化，一定程度上排除了人工操作失误带来的隐患，让变电站更加安全稳定的运行。在变电站继电保护工作当中，如果遭遇设备故障将会第一时间向工作人员发出警报，让工作人员可以迅速做出应对措施，解决故障问题。工作人员在工作中只需要加强对继电保护设备的监控，就可以让继电保护设备安全稳定的运行[1]。

2 智能变电站继电保护运行现状

2.1 改扩建，消缺反措施调试问题

现阶段智能变电站的扩建，设备的调试等工作存在着诸多问题。在进行扩建、设备调试工作时必须经过配置文件更改，定值输入等一系列工作，不仅工作效率低下，而且经过繁杂工作之后工作设备的安全性能并没有过多地提升，还要断电妨碍了居民的日常生活用电。因此，必须对变电站的扩建、设备调试等工作进行调整，提高工作效率以及设备安全性能。

2.2 变电站现场运维问题

在对变电站现场进行运维的过程中，由于智能变电站二次回路过于复杂，理论电路图难以与实际电路联系起来，导致工作人员在工作中经常会将电路接错，导致运维工作失误。因此，必须提高智能变电站工作人员的运维工作水平。

图1 二次回路结构网

2.3 变电站远程运维问题

当变电站工作人员为了解决电路故障问题外出，不能近距离进行变电站的运维工作时，就要通过远程手段来对变电站进行运维。但目前国内的变电站远程运维技术难以实施运用，导致工作人员需要频繁来往于变电站和故障现场，增加了工作人员的工作量，降低了工作效率。

3 智能变电站继电保护自动化的应用

3.1 核心技术

在智能变电站日常的工作当中，需要对运行设备的工作数据进行实时观察和记录。设备正常运行的工作数据将会是智能化变电站继电保护设备工作的依据，在继电保护设备工作数据超出正常范围的时候迅速对电力设备进行调整，保证设备的稳定运行。当继电保护设备工作数据超出可控范围的时候，会第一时间切断电源，向工作人员发出警报，保证电网的稳定，避免发生电力事故。同时，根据智能继电器保护设备还可以根据数据类型判断故障原因，及时定位解决故障。

3.2 自动化改造对继电保护提出的技术要求

在对变电站继电保护设备进行改造的过程中，必须做到以下几点要求：首先，在对继电保护设备改造之后，要保证继电保护设备具有较高的安全性能，这是对继电保护设备进行改造的初衷。电力资源的管控安全性是第一位，只有保证安全才能更好地为居民服务。其次，继电保护设备要足够智能，在发生故障的时候要迅速报警，将故障引起的安全隐患控制在最小，迅速定位故障原因并加以解决。

3.3 应用措施

3.3.1 加强在线控制技术的有效运用。变电站的工作需要工作人员兼顾电网和变电站，如果电网出现故障就需要工作人员在电路故障现场与变电站之间频繁走动，无形之中增加工作人员的工作量，不利于变电站工作的长远发展。如果能够实现变电站工作的远程操控，将极大减少工作人员的工作量。工作人员只需要在电路故障现场修理好电路故障问题，就可以通过远程操控来进行变电站的电力工作，提高了工作效率。远程操控技术的实现需要在线控制技术的大力支持，因此变电站要招收引入大量技术人员，研究发展在线控制技术。实现变电站工作的远程操控，将为工作人员的日常工作提供便利，促进变电站工作水平的进步[2]。

3.3.2 加大回路技术的应用力度。将回路技术运用到智能变电站继电保护中，可以优化智能变电站继电保护设备的回路，让回路变得更加科学合理。通过在智能变电站继电保护设备中运用回路技术，可以强化智能变电站的来电转化能力，让继电保护系统可以安全稳定运行，避免发生不必要的电路故障。在对继电保护设备的回路进行改造的时候，一次回路与二次回路的设计一定要科学合理，只有将一二次回路恰当运用，才能确保继电器保护设备的自动化运行[3]。

3.3.3 凸显出接线技术的良好作用。想要做到对智能变电站继电保护设备的自动化管控，还需要将接线技术的作用表现出来。在对智能变电站继电保护设备进行接线装设的时候，接线的装设一定要符合相关规定，科学合理地进行接线装设。良好的接线技术可以提高变电站的自动化水平，降低电力资源的消耗。接线方式越复杂，线路的损耗也会越高。因此工作人员在进行接线的时候要慎重选择线路，采取最简单快捷的接线方式来进行接线，只有这样才能让继电保护设备的保护效率得到提高。

3.3.4 做适当的试验和补充检验。在电路出现故障的时候，因为电路二次回路的特性，工作人员可以通过不断改变电路回路来进行试验，排查出现故障的电路。通过这样的方法排查电路可以迅速找到电路故障的原因所在，对故障点进行维修，确保电路的安全稳定运行。

4 智能变电站继电保护及自动化系统常见故障处理措施

4.1 智能终端故障

智能终端是智能变电站继电保护系统中最重要的部分，控制着整个电路系统的所有设备闸。一旦智能终端故障，智能变电站继电保护系统将直接瘫痪，不能继续进行有效的工作。当智能终端出现故障的时候，只能由工作人员进行人工解决。工作人员要尽快找到智能终端的故障原因进行处理，处理好后要让智能终端处于封闭环境免于受到外界环境干扰。

4.2 专用光纤通道的引入

在智能变电站继电保护设备中要积极引入光纤通道来制作纵联保护装置。光纤通道相比于其他通道，拥有强度更高，稳定性更强的纤芯，用它制作的电缆专用光纤纵联保护装置更加安全稳定。

4.3 间隔合并单元故障

智能变电站继电保护系统的基础数据是智能化设备能够稳定运行的基础，一旦基础数据出现问题，智能变电站继电保护系统随之就会出现故障，影响居民的日常生活用电。而合并单元就是用来保护基础数据的装置，一旦合并装置出现问题，工作人员要立即进行维修。在维修时，工作人员首先要向上级发出“断开”申请，及时断开故障单元的开关，随后对故障单元进行维修。值得注意的是，在维修时要将故障位置的保护母线装置退出，这样有便于工作人员对故障单元进行维修。

5 结束语

随着国内科技水平的不断提高，变电站继电保护设备也要紧跟时代潮流走智能化管控路线。在推行智能变电站的过程中，要调整变电站的扩建、设备的调试等工作，提高工作效率，要提高工作人员的现场运维技术，同时技术人员应该引进科学技术，研发变电站远程操控系统，只有这样，才能不断完善继电保护设备，保证电网稳定安全的运行。