智能变电站继电保护及自动化系统探讨

刘晓欢

（国网白银供电公司）

0 引言

电力资源对于社会发展的重要价值无需多言。在整个电力网络当中，变电站发挥着不可替代的作用和价值，其直接决定了电力网络的运行稳定、安全以及电力供给的可靠性。智能化技术在变电站的应用可以有效提升其自动化水平，从而为电力网络的稳定运行奠定良好的技术基础。由此可见，加强对于智能变电站继电保护及自动化系统的研究和分析，对于进一步普及智能变电站，优化我国配电网络体系有着一定的现实意义。

1 智能变电站概述

智能变电站指的是应用大量智能技术的新型变电站。智能化技术的应用进一步提高了变电站继电保护、自动化控制等诸多系统的自动化水平，变电站运行过程中所产生的数据信息可以充分利用。此外，智能变电站还采用了大量智能化设备，以智能变压器为例，智能变压器能对变压器的实时运行数据进行自动化采集，并对数据信息进行自动化分析，从而对变压器的运行状态进行实时监控。一旦变压器出现故障问题，其运行数据参数也会随之发生变化，达到预警值后将自动报警，必要时还能够关停变压器。由此可见，智能化技术的应用将故障处理从事后处理转换成了事前预防，从而在故障发生的初期阶段给予有效控制，在最大程度上降低了故障发生率，而变电站的运行安全和稳定性也可以大幅度提升［1］。

2 智能变电站的技术优势

（1）环保性

智能变电站所使用的新型智能化设备多具有环保性的特征，其内部的电子元件均具有高集成度、低能耗的特点，而传统的电缆接线也被替换成了光缆。以互感器为例，新型电子互感器的使用有效降低了变电站的运行成本，电子互感器不仅具有良好的运行效果，且能耗更低，这无疑吻合了新时代绿色环保的基本要求。

（2）交互性

从某种角度来看，智能化技术是对自动化技术的一种升级体现。自动化技术强调对数据的收集并实现系统操控。而智能化技术则是在这一基础上进一步追求人机的交互性。单个变电站设备的各项数据参数不仅可以用于设备自身的控制使用，同时也可以实现信息的内部共享和系统之间的交流互动。这意味着变电站的所有电气设备均形成了一个整体，出现故障问题之后可以从整体角度给予处理。

（3）可靠性

可靠性是变电站价值的基本体现，变电站的可靠性越高，则电力供给就更加稳定，从而保证人民群众的正常用电。智能化技术的应用从根本上改变了变电站故障诊断和故障处理的基本流程，超前性的故障诊断技术可以及时发现潜在的安全隐患，从而达到预防故障的目的，确保变电站可以时刻保持正常的运行状态。即便是出现故障问题，也可以及时反馈故障原因，查明故障区域，缩短故障排除周期，将故障问题所造成的负面影响降到最低［2］。

3 智能变电站的核心技术

（1）继电保护测控技术

继电保护测控技术是依托智能化技术所诞生的全新技术形式，该技术的主要作用在于提升测控效率。在实际当中，智能化变电站的继电保护系统会采取双重设计模式，包含监测和控制两大板块，二者相互独立，互不影响，这种独立化的设计模式可以在最大程度上保证继电保护系统的稳定性［3］。

（2）自动化系统技术

自动化系统的核心在于计算机系统，变电站所有的电气设备均与计算机系统进行连接，通过数据采集器来实现运行参数和数据的收集，并由计算机系统负责数据的处理和应用。随着小型计算机在变电站的广泛应用，变电站的数据处理效率与稳定性进一步提升，且计算机技术本身具有较高的发展上限，这也为后续的进一步优化奠定基础条件［4］。

4 智能变电站继电保护及自动化系统功能优化

（1）变压器保护

为保证电力网络的运行安全和稳定，电力的输入和输出均设置有安全额度，实际运行过程中不得超过安全额度，否则将会对变电站的配电功能造成一定的负面影响。智能变电站在电压控制方面更为合理，配电环节均需要通过变压器的实时保护，以此来实现对电压的有效控制。在变压器的参与之下，整个配电过程供给流畅、安全，且自动化程度进一步提升。

（2）优化继电保护系统

继电保护系统的优化主要分为以下三个方面：一是断电器和变压器的稳定优化。这两个配件的优化过程强调深度性，原则上以提升稳定性为基本优化方向，确保其能够时刻保持良好运行状态，以降低运行风险性。二是变压器配置优化。合理的变压器配置可以进一步提高变压器的上限，并能够改变变压波动所造成的运行不稳定现象。三是线路优化。智能变电站所使用的线路具有高度集中化的特征，而在集中度较高的情况下，对配电线路的监测难度也可以进一步提升，从而降低了线路受干扰的可能性。

（3）优化线路保护

线路保护是智能变电站的一大重点，而线路保护方式众多，其本质上共包括运行监控和测量两大板块。运行监控板块主要对线路的运行状态进行实时监控，一旦发生故障，线路的运行参数也会相应出现一定波动，而智能监控系统则需要对故障原因进行分析，对故障区域进行判断。测量板块则负责故障的进一步确定和分析，在明确故障区域之后，可以进一步分析故障原因，并及时向运营维护人员发出预警，提供故障信息，从而帮助电网运行维护人员尽快判断故障，修复和处理故障。

5 智能变电站继电保护自动化系统常见故障的处理方法

（1）引入专用光纤通道

专用光纤通道所使用的纤芯是针对电网输电特性所制作的专用纤芯，此类纤芯应用于电缆中后能够与纵联保护装置保持较高的协调度，且二者的融合可以组成输电电缆专用光纤纵联保护装置。实践证明，专用光纤通道的使用可以实现对电缆信号传输路线的简化，这也意味着信号在传输过程中所受到的干扰问题将进一步降低，这对于提高传输效率和稳定性无疑有着直接的帮助作用［5］。

（2）智能终端故障处理

智能终端是智能变电站的典型代表，其自身的智能化特性更加吻合智能变电站的操控需求。一旦智能终端发生故障，则意味着变电站内部的全部调合闸都将处于失控状态，这会直接影响到变电站的运行安全，对于输电、配电造成一定的负面影响。当发生智能终端故障时，一般会采取退出终端出口板的处理方式，这种处理方式能够确保调合闸依然处于正常的运行状态。初步处理之后，需要进一步对故障原因进行排查，并在规定的时间范围内消除故障，以恢复继电保护设备的正常运行。

（3）间隔合并单元故障处理

当出现间隔合并单元故障时，维护人员需要向计算机系统提出“断开”申请，即对出现故障问题的间隔单元进行开关断开，同时关闭间隔单元。随后，维护人员需要尽快查明故障原因，并将对应的母线保护装置进行退出处理。“断开”操作是一种行之有效的故障控制措施，其能够将故障控制在理想范围之内，避免故障进一步扩大和发展，并为后续的抢修作业确定正确时间。

6 结束语

随着智能化技术的持续发展，变电站的智能化水平不断提高。智能化技术在变电站的应用能有效提高电力网络的运行安全性和稳定性，实现对变电站自动控制的全面优化。因此，电力企业需要加强智能化技术的应用和普及，不断在实践过程中总结技术经验，以从根本上提高变电站的智能化水平。