智能变电站技术及其对继电保护的影响

国华（锡林郭勒）新能源有限公司 张 浩

当前，随着我国社会经济的不断发展，传统变电站的不足之处也在随着我国经济的进步和发展逐渐显现出来。由于传统变电站无法满足我国现代化的电力系统的标准，因此智能变电站应运而生。智能变电站的出现让电力系统内部的单元、数据交互性更强，同时拥有的共享性更高。智能变电站也能够对继电保护中的运行问题和设备故障等及时地做出反应和反馈，对继电保护中出现的问题和故障设备进行解决，从而对继电保护起到良好、深远的影响，帮助我国电网系统运行得更加安全和有保障。

1 智能变电站技术的基本特点与现状

在我国的电网系统里，变电站作为电网系统中的重要组成部分，具有十分关键的作用。而其中智能电网致使变电站更为智能化，因此当前对智能变电站的建设工作和关注也越来越多。我国的电网结构的特点是大容量、超大规模和特高压。因此，整个电网的运行是否安全，供电是否稳定，成为首要关注的问题。当前，我国社会和市场经济发展越来越好，致使用电规模越来越大，所以电网内部系统相较以往，需要进行更高标准的工作要求和技术水平的提升，智能电网的出现可以帮助我国达到这一要求，实现对电网系统中节点上的信息交换工作，并且对电网进行一定的控制。

从目前情况来看，我国智能变电站发展形势较好，对于变电站的整体发展来说，智能变电站的发展方向也在朝着智能化、成熟的方向而努力。继电保护是智能变电站在运行过程中必须面临的一项工作。因为，在智能变电站工作运行时，假如部分设备运行出现异常情况，那么整个电网系统就会受到影响，或者停止运行。这样会对我国部分区域的供电会造成影响，由于整个供电的电力系统包含了多种元器件，内部涉及的细节和器件较多。这些元器件中，有任何一个发生了问题或者故障情况，都会对与其涉及的电力系统造成影响，无法供电。因此，使用继电保护，可以在一定的时间内对此类情况进行控制和改善，继电保护技术可以让电力系统内部在较短的时间内，有效找出并且处理出现问题的元器件，从而使电力系统故障得到控制，使所受的影响降到最低。

随着我国科技的发展，继电保护也在不断地进行提升以及在技术上的变革、创新。当前，新一代继电保护装置被逐渐地推行与应用。新一代的继电保护设备拥有的智能性较高，更加符合我国当前的科技情况和技术情况。我国科学技术的发展和互联网时代的到来，非常有利于电力系统进行智能化和网络化的整体改进与进步，通过相关的通信计算机技术进行控制和改良，对智能化的变电站技术与涉及的继电保护进行研究与应用，也让智能变电站技术对继电保护产生了新的影响和支撑。

而有关继电保护器在智能变电站的应用中，由于变电站的变压强度和类型的不同，导致继电保护器的选取也不同。因此，智能变电站继电保护装置也拥有了一定的多样性和复杂性。同时，我国相关人员也在针对电力系统中的二次回路的物理链路和逻辑链路在线监测，以及从继电保护装置的对应接口、测试用例等多方面情况入手进行研究，以此得出有效的结论和方案。从我国继电保护系统和智能变电站对继电保护的可靠与否进行讨论，从而通过相关结论，提出意见，进行改进，帮助我国智能变电站继电保护方面得到更加良好的进步和创新，以及改进。

2 智能变电站技术继电保护的主要系统结构及其优势

2.1 电子式互感器装置

相比传统的电磁结构互感器来说，当前运用新技术而研制出的电子式互感器拥有的优点更多。在其制作成本方面，电子式互感器运用相关绝缘材料进行制作，其自身的结构也较为简单，需要付出的制造成本较低。同时，后期的维护成本也较少，而这是传统电磁结构互感器所没有的优势。传统的电磁结构互感器制造成本较高，同时也会根据电压等级的不同，而产生成本上的差异，一般是电压等级越高，电磁式互感器的制作成本就越高。

并且在抗干扰方面，当前新研制的电子式互感器具有良好的抗干扰效果，由于电子式互感器与电器没有产生联系，因此在电子抗干扰方面具有更加显著的优势。而对于传统的电磁结构互感器来说，在其一次系统产生故障的时候，会对相关的二次系统产生影响，造成干扰，在相关的继电保护安全方面来看，电子式互感器安全性明显更好，其相关互感器的二次测开路不会有太多的危险发生，而电磁式互感器则刚好相反，容易导致设备和相关技术人员的安全受到威胁。

同时，在实际的投入使用中也可发现，电子式互感器的使用寿命更长，其测量的方位也更加有益，对于一些光电子信号的处理，和数字信号的处理更加良好。因此，智能变电站技术所拥有的电子式互感器系统，可以对继电保护产生更加有力的影响和帮助。

将一般的传统电磁感应器转换为电子感应器，在一定程度上具有一定的可取之处，更换了电子感应器之后，其内部的电磁转换工作将变为电子来进行信息作业和转换。同时，电子感应器快捷的反应速度和广泛的涉及层面，也帮助其增加了自身的优势。

2.2 合并单元处理

智能变电站技术中拥有的合并单元处理工作，主要的作用是将电子式互感器中收集和记录的数据进行统一的组合、处理。同时，为其添加统一的时间标签，合并单元过程的产生，也是随着电子式互感器的出现而来的。当前，合并单元也成了智能变电站的保护系统中一项必要的步骤和环节，不可缺少。合并单元步骤的完成，可以让互感器与保护装置之间进行的复杂接线工作得以避免，使人力物力成本更加可控，同时对二次设备之间的数据交换和共享可以得到良好的帮助和实现。

2.3 交换机设备

智能变电站技术中所拥有的一个结构特点便是交换机。交换机的应用可以对智能变电站技术的继电保护系统在相关的信息流上起到较为重要的作用。由于传统的保护系统是以电缆作为主要信息传递的通道，对于当前的电力系统来说，具有一定的不便之处，而交换机使用以太网来对电缆这一传递通道进行取代，由此对智能变电站技术在保护系统方面的信息流进行保障和提升质量。交换机的功能可以帮助电网内部的信息传递更加有效，所搭建的信息通道更加可靠安全。同时，随着当前科技的进步和发展，相关的交换技术在针对保护系统信息流的传输和传递方面，拥有的可靠性更高，效率也更高，速度更快。近年来，随着相关技术的发展，交换机之间不存在环路的问题也得到了有效的解决，让内部网络的安全性和稳定性得到了保障和提升。

2.4 智能终端设备

智能变电站技术对继电保护结构中的智能终端设备，其运行时有两个主要工作，一个是对变电站的开关量进行采集和记录，另一个是对监控中心的控制指令进行发送。从而保证对主变压器等变电站设备的测量和管控工作进行顺利推进。此外，在对断路器进行检测时，通过智能终端，可以了解其断路器当前的运行情况，比如其检测跳合闸，回路正常运行与否，统计断路器的实际动作次数，检测弹簧自身现有的储能状态，或对机箱内部的温湿度值进行检测，以及断路器的开关，短路的电流加权值的检测，等等。智能终端所具有的多种功能，也使智能变电站技术对继电保护的影响更加全面和有益。

3 智能变电站技术对继电保护的相关影响

3.1 对数据信息的影响

从继电保护中涉及的互感器类型来看，根据前文所述，随着当前科技和技术的进步，互感器的类型也不再拘泥于传统的类型，传统技术下制造的互感器容易产生比较强烈的电磁干扰，导致其他的电气设备受到影响，不利于整个设备的运行和性能的发挥。因此，传统的互感器在当前的科技之下，慢慢被改良，新型的电子互感器开始出现，也成为我国当前应用较多的一种互感器，将传统互感器换成电子式互感器，这种变化会让互感器内部的相关数据产生影响存在延迟，或者数据同步时出现新的问题，因此电子互感器需要在此方面进行技术上的考量和完善，将内部的涉及算法进行调整和优化，但由于电子互感器具有的优势较多，如响应速度快、线性度好，等等。

因此，在继电保护中应用电子式互感器可以获取到新的算法与原理，电子互感器作为智能变电站技术中的一个重要器件，其出现和使用也让智能变电站技术对计量保护等产生了与以往不同的新影响，也就是智能变电站技术对机电保护的影响越来越智能，也越来越良好，可以让内部的信息传递效率更高，同时也让信息传递的可靠性得到增强。在数据信息共享这方面影响的变化，也是智能变电站技术对继电保护影响中较大的一个变化[1]。

3.2 对相关调试和维护的影响

智能变电站技术对于设备质量保护的影响，也在随着智能变电站技术的形式变化而发生变化。智能变电站技术当前融入了交互技术，使得与传统变电站技术产生了整体情况上的不同与变化。传统的变电站技术在涉及信息的分析和采集方面有较为局限的窘境，而智能变电站技术的衍生，使得传统变电站在该方面的问题得到了解决和突破，让整个电力系统内部有关信息方面的共享效果更加良好。同时，在进行电力系统维修时，也可以对维修的工作效率进行提升，对故障排查和系统调试维护产生的影响更为有利，在电力系统出现一些较为常见的故障时，由于智能变电站内部拥有的数据库系统，会对故障的检查、分析和判断产生一定的有益作用，提供非常大的帮助，因为这些数据库里一般都有记录和存有系统内部常见的故障情形，以及对每次故障的分析。

因此，当系统发生故障或不良现象时，智能变电站技术可以调动自身的数据库数据，来对当前的发生故障进行以往故障记录的搜索和分析，来对当前故障进行判断，找出相关问题的所在之处，配合其自动故障报警特点，让系统产生故障时的解决效率大大提升，同时也更加精准和有效。其内部的智能技术，也会对故障发生时具体的信息情况进行记录，并且对故障发生的原因进行分析和统计，通过一定的智能归类来帮助技术人员给出故障解决的建议，也可以对其故障处理提供有效且有益的帮助，使工作人员处理系统故障的速度加快。

3.3 对信息交互产生的影响

智能变电站技术让电力系统之间的联动性更强，对内部数据和信息的分析具有更强的整体性和一体性、统一性。同时，也使系统内部及其他系统信息之间的交互性和共享性进行提升，通过智能变电站中的机器人系统，能够将系统内部的图像进行更全面和积极的获取，并且在后台对机器人进行一定的操控从而发挥机器人的智能作用，进行巡检，机器人凭借自身智能系统和设备特点，可以在巡检的过程中对重点位置进行相关信息的收集和采集，记录调动系统内部，对巡检的位置进行综合判断，从而得出此部分继电保护工作进行的正常与否。若得出继电保护工作进程异常的情况，可以进行警报工作，引起工作人员的注意，从而对其进行检修和维护，较大提高了内部的工作效率和工作人员发现问题、检修问题的效率。

3.4 对传递模式产生的影响

智能变电站技术的出现，对继电保护的传递模式进行了改变，在智能变电站技术产生之前，在使用传统变电器的时候，一般有关信息数据的转化和传递是通过光纤来完成的，根据当前的技术发展现状来看，传统变电器通过光纤进行信息传递这一方式具有一定的迟延性，因此在相关电力系统内部发生信息转换的时候，可能受相关迟延性的影响，产生一定的误差或失误加重风险的出现。因此，智能变电站技术的出现将这一情况进行了缓和与改变，在智能变电站技术下，有关信息数据的传递和运输都被有效的改变，使得其传递的效率大大提升，变得快速，也使其变得高效，减少了迟延情况的产生，因此让信息转换过程中产生错误的概率也有所降低。

3.5 对信息记录的影响

众所周知，智能变电站技术相较于传统变电站技术来说，获得了更加良好的进步和突破，使其与传统变电站拥有的不同之处是，智能变电站在对继电保护进行的过程中，能够让其内部器件上获取到的信息进行及时地记录，不受时间地点空间上的影响，使所获取的信息记录更加全面充足，对于多个不同来源之处的信息，智能变电站仍然可以在其对继电保护运行的体系下，对这些不同的信息进行同一时间的及时记录和代处理，等等。因此，不可否认的是，智能变电站技术对继电保护产生的积极有效的作用确实很显著，相比较传统变电站来说，智能变电站技术的出现，也让该方面的技术创新和研究得到了更多社会相关部门的关注，引起了更多人员的重视。

4 优化智能变电站技术对继电保护的策略

4.1 延迟电压限定

在相关继电保护系统中，系统能否良好有效的稳定运行，不光与智能变电站技术息息相关，同时也对电网的维持稳定的工作有着重要的价值和意义，因此智能变电站在运行时，相关外部电流如果出现短路情况，会导致系统内部的电流超复合承载，出现跳闸现象，而这也是不可避免的一种现象。所以继电保护系统稳定性需要面临此方面的问题和挑战，可以通过延迟电压限定来进行调配和管控。让系统内部的电流被高效、严格地监测着，一旦电流出现问题，就会有相关警示系统发出警报，从而让继电保护能够良好不被打乱地进行着。

4.2 完善线路保护计划与方案

目前，我国相关电力保护的主要方法纵联差动，这也是由于电力系统具有的自身特点。电力系统中涉及的高低压配电，发电厂或变电站，都要与其相关的配电系统共同进行完善和改良，能够保证继电保护系统的稳定运行。当前，相关变电站的发展也越来越自动化，因此对于相关的管理模式也要不断地进行创新和思考，进行有效的改良，来应对当前变电站系统化自动化的发展，让智能变电站技术能够得到良好应用，并将其有效推广，使其发展得更加良好和有效。

4.3 提升相关人员业务水平

在智能变电站技术继电保护工作方面来说，不光要对其电路系统内部的结构器件，以及涉及的技术进行改革和创新，同时也要对相关工作人员的工作业务能力进行提升，由于智能变电站技术在不断发展，相关工作人员的业务能力和技术水平也要跟得上该方面的变化。相关电力部门应该注重工作人员的业务能力水平的提升和培养，将工作人员和相关技术人员的实践能力、计算机操作水平与互联网相关的知识水平都进行提升和培训，内外结合，共同提升继电保护系统的发展，也能够让智能变电站技术的应用更加广泛和有效。同时，其发展之路也能更加快速和良好。

5 结语

伴随着我国当前技术科技的发展，信息技术不断地与各种行业之间进行融合，智能变电站技术作为我国电力系统中较为重要的一个部分，对继电保护的影响较大。所以对智能变电站技术进行有效地掌握，对内部结构进行了解是非常有必要的。同时，也要对其运行模式时刻关注，了解其自身具体的优点，将运行模式中存在的不足进行改良和弥补，掌握智能变电站技术对继电保护系统的重要影响，通过相关技术人员的配合，将电力系统的维护工作做得更好，使我国电力系统更加稳定、可靠，保障我国电力系统的良好发展前景。