智能變電站建設中繼電保護工作創新思路探究

李杰

摘要：隨著智能變電站日益成為國家電網的重點項目，繼電保護工作作為變電站建設中的重要一環，也面臨著全新的挑戰。通過分析我國智能變電站建設的基本情況，探討了現代智能變電站對繼電保護工作的新要求，在此基礎上提出了智能變電站建設中繼電保護工作的創新思路以及具體實現策略。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;創新思路

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0189-02

智能變電站已經是我國電網建設的重點項目，伴隨著可持續發展和低碳經濟的總戰略要求，電力工業正向環保與經濟的軌道上大步前進，其最鮮明的特點即是變電站的智能化。而保障智能變電站的安全與供電質量的關鍵在于繼電保護工作，因此，對當前智能變電站建設中的繼電保護工作采取恰當方法是有必要的，從而提高其在智能變電站建設中的效果和應用價值。

一、智能變電站的建設情況

當前我國電網公司眾多的智能變電站已經逐步開始投入試點工程，其中既包括500kV及750kV的大區變電站，也包括地區級的110kV、220kV變動站;不僅有經過技術改造的老站，也有新建站。其中有：金華500kV芝堰變電站智能化改造試點工程、新建的750kV延安智能化變電站、110kV北川智能化變電站建設工程等，這些變動站各項指標如功能設計、運行特性都符合智能變電站的各項功能要求，代表著今后我國變電站的主要建設方向。

二、現代智能變電站對繼電保護工作提出的新要求

繼電保護工作是電力系統供電穩定與安全的重要保障，作為首要陣地，其重要性可想而知，而智能變電站針對傳統變電站的許多方面都進行了改變以及優化，這將嚴重影響到變電站現有繼電保護技術的應用。因此，要想在智能變電站建設中科學有效的應用繼電保護，應先了解傳統繼電保護受到的智能變電站的影響。

1.智能變電站的數字化影響

隨著互聯網與信息技術的飛速發展，變電站的智能化也發展起來，其最突出的特點即智能變電站的信息獲取能力。傳統變電站中的繼電保護的重要用途主要是保護電路的供電安全與供電質量，在智能變電站中也同樣如此，而且隨技術的進步更為突出。變電站的信息獲取使網絡化發展與信息快速傳遞的條件有了支撐，網絡數據共享的性質使員工在第一時間即可獲取各個變電站的儀器和設備的相關參數及技術指標，這就為變電站出現故障的征兆或故障時，或者是故障出現后緊急處理，提供了科學的理論依據與相關渠道。因此，智能變電站可謂是成立了相對比較完整的電力信息數據庫。

此外，智能變電站網絡傳輸的時效性與便捷性特點也有所體現，鑒于智能變電站中使用的數字接口形式的跳合閘與智能斷路器等新方式，可有效控制信號的傳輸，而新型網絡傳輸方式也替代了傳統的二次電纜，因而其在故障處理效率與工作效率上有了明顯提高。智能變電站數字化特點體現在數據儲備、信息傳輸以及測量技術方面。目前，高科技的智能化設備與儀器已廣泛應用在智能變電站的建設中。如傳統的互感器已被電子式互感器替代，即插即用USB接口式的互感器可有效連接網絡，且可有效銜接智能斷路器和網絡保護裝置，極大地簡化了變電站的二次回路接線冗繁情況，降低了變電站的維護工作。

2.智能變電站的功能性影響

智能變電站建設的進程不斷加快，應用互聯網和信息技術的現狀已不可阻擋。目前，我國已經初步建成繼電保護的專用網絡，這將會使智能變電站的功能更多樣，使變電站工作人員的操作更機動及靈活。比如在智能變電站中應用量較廣泛的可控串聯補償裝置、統一潮流控制器及靜止無功補償裝置等輸電技術，靈活且可控性強，這是我國直交流混合輸電的客觀情況要求。誠然，繼電保護的信息系統與WANS網絡的建設目的并不完全是繼電保護，但其所提供的信息支持與后備保護性能卻對智能變電站的性能保障與供電安全至關重要。

三、智能變電站建設中繼電保護工作的創新思路

伴隨著先進儀器、設備與網絡信息技術的使用，智能變電站已為繼電保護提供了更加靈活、優越的及易控制的工作環境。因此也暴露出一些問題，如當前大部分的智能化變電站都基于網絡而建設，以往發送信號與獲取繼電保護信息的媒介也因此轉換為數字化模式。為此，繼電保護工作可以充分利用變電站內的共享資源來優化繼電保護配置，如電器元件的相關信息及其保護性能指標，還有可共享的控制信號等。且網絡信息的數字化傳輸性質也給信息安全性和可靠性提供了相應保障。為此，針對在智能變電站建設中常見的繼電保護問題，創造性地提出了相應的處理思路及對策。

1.用智能變電站的數字化提高繼電保護性能

繼電保護的性能和互感器的傳輸性能有密切關系，從某種程度上分析，提高互感器的傳輸性能以及減少互感器故障就是提高用電保護的性能。所以在智能變電站背景下，繼電保護可以完全放手去做，不用顧慮二次回路時是否會短路，電力互感器是否會飽和，以及回路在接地時是否會因不正確、不合理的操作而帶來負面影響。

除此以外，其優越性還表現在變電站傳輸電氣量信息的時效性，數據更加可靠，這同樣也可以提高繼電保護裝置的性能。比如，PMU網絡和WANS網絡可為智能變電站的系統提供科學可行的運行體系系統和緊急控制所需的各種相關信息。尤其在已經建成的網絡系統條件下，它改善了傳統的繼電保護裝置的延時性，大大提高了時間敏感度，也明顯增強了安全自動裝置的性能。因此，在面對一些特殊情況時，可以有效判定系統中出現的故障點，從而可在后期快速產生應急處理對策以及防止停電等其他故障的發生。所以，繼電保護可以在此基礎上優化輔助功能，也就是借助智能化變電站的數字化傳感器的特點，來提高自身的性能，這已經成為目前繼電保護工作研究的中心環節。

2.使用新技術提高繼電保護功效

太陽能、風能和生物能等新能源都是變電站建設運行時必然會面對的新技術，而且還包括運用新思想，比如繼電保護領域里已逐漸廣泛應用的自適應保護思想。在接入新能源時，智能變電站在建設中需注意各種接入能源的隨機性，以智能變電站接入安全為前提，在相應的調度后，向效率更高、使用方式更靈活的方向努力。

其中，靈活的控制性已成為智能變電站的關鍵，其不僅改善了傳統的故障特征，也是應用各種新技術的突破口。而自適應保護思想應用在傳統的繼電保護工作中，因其僅按照被保護線路運行情況來進行定值、分析及調整，功能單一且靈活性差，無法實現智能變電站整個網絡信息的貫通，也不能確保所使用信息的準確性和及時性，這就失去了變電站運行判斷的科學數據依據。因而智能變電站可有效利用其“數字化”特性，深入自適應保護思想，通過全網的相關數據信息來分析和定值。這些獲取的相關信息都是實時的且更準確的，因而為繼電保護工作正確判定變電站的正常運行提供了強有力的支撐，良好地實現了在線整定技術。

3.與傳統繼電保護的配合

智能變電站規劃中及建成后，務必要考慮傳統微機保護以及數字化變動站內的保護，實現配合與協作問題，需要考慮不同類型的保護工作之間的協調與配合，主要包括兩方面：一方面當線路采用差動保護時，線路的一側應采用電磁式的電流互感器，另一側則應采用電子式的互感器。當區外發生故障時，電磁式的電流互感器可能發生單端飽和現象，因此線路兩端之間的差動保護應該能判斷單端飽和且防止保護誤動。另一方面原有線路的差動保護數據同步算法的基礎是兩側的模擬式互感器，但同時也會出現兩側的不同互感器的數據類型是否同步的問題，所以需要進一步研究新保護算法。

四、總結

在智能化變電站的建設中，繼電保護工作將產生重大變化，而變電站內繼電保護系統的數字化及網絡化意味著已經沿用了許多年的二次回路將會漸漸退出歷史舞臺。因此，在智能變電站建設中，繼電保護工作的創新思路是充分發揮新技術與新設備的效能，適應新形勢的重要法寶。

參考文獻：

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[2]賀方，劉登.智能電網建設中的繼電保護技術應用研究[J].中國新技術新產品，2013，（14）：137-138.

（責任編輯：孫晴）