淺談智能變電站繼電保護配置的應用和發展趨勢

江西省送變電建設公司

摘要：電力系統的不斷發展使得變電站朝著智能化的方向發展，智能變電站已經成為一種趨勢。在實踐中，變電站的繼電保護是變電設備的重要組成部分，繼電保護技術的發展對于變電站的運行及其供電安全等都有著重要的應用。在本文中主要論述了繼電保護配置的應用情況，并且對其基本內容和發展的趨勢作了簡要分析。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護裝置；發展趨勢

智能變電站技術是一門綜合性、涉及多領域的技術，也是對電網發展理念的全面革新。隨著社會的發展和人們生活水平的不斷提高，對電力的需求大幅度增大，為了保證電網的安全、可靠運行，智能化以及自動化實現對供電系統的穩定以及安全有著積極的意義。因而，加強智能化變電站繼電保護優化配置研究對電力系統的發展具有深刻的意義。

一、智能變電站繼電保護配置的現狀

當前，先進的智能變電站使用的都是可靠和先進的設備，是以實現全站信息數字化，采用自動化程序來采集信息、控制信息以及對電網進行檢測和保護的電站。而且，智能變電站還具備了電網控制和調節的功能，能夠在線決策以及互動。智能化就是實現了人性化，讓變電站同人一樣能夠調節電網。如果電網中的電壓負荷開始增加，其就會送出需求電量，相反，如果負荷下降時就會減少電量輸送，這樣就能夠確保能源得到節約，實現電能能源的節省。

當前，我國的智能變電站盡管不是很多，而且還處于推廣的階段，但是隨著電力系統的發展，智能變電站的建設會越來越廣泛，其經濟性和前景都是良好的。

二、智能變電站的繼電保護配置

智能變電站有過程層、間隔層、站控層三層。其中過程層也叫設備層，主要是提供設備構成、單元合并和電能分配等功能的。間隔層則是實現長距離信息輸出和輸入以及控制通信功能的。站控層中主要有自動化系統和通信系統等，是實現向全站或設備進行測量和控制，完成數據采集、監視、電量采集以及信息保護等功能

2.1關于過程層。所謂的過程層就是利用快速跳閘的裝置實現斷電的保護，其核心的設備就是交換機，同時也是有合并單元、接口設備以及智能終端所構成。在運行過程中過程層主要是實施監控電氣量，同時把信息利用交換機根據網絡的方式進行有效的傳遞，除此之外還要對所運行狀態下的隔離開關、斷路器以及變壓器等設備的參數進行有效的檢測。在最后階段要對執行以及驅動進行有效的損傷控制。

2.2關于間隔層。間隔出所具有著重要的功能，例如承上啟下，間隔出能夠很好的實現保護以及控制設備的作用，并且對于間隔層數據的采集以及命令的發生優先級別進行控制，并且還能夠對同一期或者是其他的控制進行有效的保護，從而也實現了通信功能承上啟下的重要作用。

2.3關于站控層。站控層能夠發揮出十分重要的作用，站控層主要是由主機、運動裝置以及規約轉換器等部分所組成，從而能夠更好的實現對于全站數據信息匯總功能，與此同時還能夠時時刻刻的對數據庫進行不斷的更新，從而把收集起來的信息進行傳遞到監控中心，之后在接受指令，最后在向間隔層以及過程層進行傳遞。同時還必須要根據控制層在運行過程中的方式不同，把事先制定好的方案在系統出現故障過程中切換到整定的方案定值區中。

三、運行的狀況以及繼電保護的配置

3.1運行的情況。在智能的變電站當中，要想更好的保證供電系統是處在正常的一個運行狀況，必須要確保系統當中的線路以及設備都處在規范的要求下運行，如果供電系統當中的線路或者是設備出現故障時，那么就會導致沒有辦法正常的運行，從而也導致系統處在故障的狀況，也是其系統的安全運行受到一定的影響，并且供電系統在故障狀況下運行就十分容易出現嚴重的事故，同時也帶來了十分嚴重的經濟損失。

如果在供電系統運行時沒有辦法按照正常的方式去運行，但是，供電系統并沒有處在故障的狀況，對于這樣情況，供電系統在運行的過程中繼電保護的裝置就會發出信號，同時還會在故障發生之前對有異常運行的設備進行保護，從而更好的減少了設備損壞的情況。

3.2繼電保護的配置。在目前階段，由于智能變電站的不斷發展，從而有效的促進了繼電保護的發展，并且是保護的模式從傳統的模式已經逐步的發展成為了數字的模式，并且通過對歷次智能設備和二次網絡設備的運用，更好的實現了智能變電站當中電氣設備信息的共享。因為智能變電站的結構當中對配置的繼電保護是由變壓器的保護以及先后的保護都是處在過程層當中，因此是可以直接的對數據信息以及采樣進行獲取，以此避免再次的通過交換機來進行，然而對于間隔層當中的母線保護配置，則是需要根據交換來進行信息的有效獲得，之后在后臺控制層當中進行站域的保護管理單元配置。

在這個方案當中，在對于后天的控制，集中控制和決策進行了有效的實行，因此變電站當中的線路負荷保護、電源的備自投裝置和線路重合閘等方面的設備也是都可以進行統一有效的監控和保護。對于這些裝置是可以通過后備的保護之后在進行整體之間的配合，從而能夠更好的使原有分散到母線、變壓器以及線路等保護的重負裝置進行整合，從而得以簡化，使其變電站的運行效率得到有效的提供，從而能夠很好的解決傳統中對于設備保護時間長以及故障切除的范圍大等一些問題。

四、關于繼電保護配置的保護

4.1對電壓限定時間的過電流保護。針對智能變電站而言，其電力系統在運行的過程中，由于其外部出現短路，就會在一定的程度上出現過負荷電流的，針對這樣的情況發生時，過負荷電流以及正常電流這兩者之間是會存在著較大的差別，如果外部出現故障的話，就會在一定的程度上出現跳閘現象，如果出現負荷故障，保護裝置則就會進一步的發出動作信號。為了對這種情況的發生進行有效的避免，就在一定的程度上對低壓元件進行充分的利用，只有這樣才能進一步的實現過電流保護。

4.2關于變壓器的保護配置。針對變壓器保護裝置而言，主要應用的就是分布式裝置，這樣才能夠在一定的程度上實現差動保護功能，變壓器在進行后備保護的過程中，主要應用的就是集中式配置的方式，對其進行保護，但針對非電量的保護裝置而言，在一定的程度上應用的就是獨立式安裝方式。

4.3關于線路的保護。在電力系統當中，其線路的保護配置主要是根據在縱聯差動來作為主要的保護系統，然而后備的保護裝置主要是在集中式的保護當中。關于單斷路器方式的主連接線和線路當中的保護裝置主要是通過主保護系統的對側線路保護以及光纖通信口的保護裝置通信，以此來得到實現縱聯保護的作用。

五、繼電保護配置發展趨勢

（一）以廣域信息為基礎的電網保護

當前，國內對于電網繼電保護的理解還停留在斷層線上。以廣域電網信息為基礎的電網保護是目前研究的一個新的熱點。廣域保護系統主要是由以下部分組成：實時動態監測系統，實現廣大地區電力的監測和分析。安裝在電力系統的調度中心；為實現自動廣域控制，可在控制中心網絡以及自動電力系統中安裝實時控制系統。當電網出現故障時，廣域保護在第一時間內就能夠進行保護。廣域保護系統包含了異常電壓控制、發電機閥控制、切割機、頻率等等，實現了廣域安全自動控制的功能。而且還能夠實現緊急安全控制，避免給參數的穩定帶來損傷。當系統處于異步振蕩當中是就會形成大量的穩定的子系統，干擾其以使得其失去穩定性，防止系統崩潰。

（二）主動化瞬態保護

瞬態保護是在檢測基礎上形成的高瞬態傳輸線路保護。其主要是利用瞬時頻率特征和暫態行波進行保護的。數量的瞬態保護可以不受電源頻率的影響，其有著高反應速度、高精度的特點。而且還具有系統搖擺、過度電阻等優點。新的數量的瞬態保護設置同樣也具備了濾波器的優點。這是繼電保護配置未來的一個主要發展趨勢。

結束語：

電力系統中的電力元件如果是在沒有繼電保護時是不能夠運作的。一般把確保電力元件安全的裝備稱為繼電保護裝置。智能變電站中的繼電保護配置是其中的一個不可缺少的部分，對于電網的安全運行有著重要的影響，因此研究繼電保護配置發展具有現實意義。

參考文獻：

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[2]蔡小玲. 基于智能變電站的站域保護原理和實現[J]. 電力系統及其自動化學報，2012