淺談智能變電站繼電保護技術的優化

胡詝峰

摘 要：隨著智能電網建設的逐漸發展，我國在對于變電站的智能化改造也提上日程。目前智能變電站的廣泛使用，對于智能變電站的繼電保護技術也提出了更高的要求。在對于電力安全上的考慮也變成人們進行電力作業時的首要考慮因素。文章在基于對智能變電站的運行研究，探析繼電保護技術的應用優化。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；優化

前言

科學技術的更新發展，數字化、智能化已經不再遙不可及。隨著高新科技在變電站中的應用，變電站也逐漸發展成為智能的變電站。繼電保護作為變電站運行中的一個重要的環節，人們對于它的研究也越來越深入。為了更好地適應新技術在變電站中的應用，智能變電站的繼電保護技術也在不斷的進步當中。

1 智能變電站

1.1 智能變電站的現狀

智能變電站是集先進、可靠的技術于一體的智能設備，是建立在全站信息的數字化和信息共享的基礎之上的，具有自動完成信息的采集、處理和檢測的功能，是一種可以自主調節的智能設備。智能變電站是在數字化變電站的基礎上發展起來的，在多年的實踐中已經日趨完善。相對于數字化的變電站而言，智能變電站已經初步具備了大范圍推廣的可能。與傳統的變電站最大的差別體現在，設備智能化、設備檢修狀態化以及二次設備網絡化的特點。因此從2011年開始，新建的變電站都是按照智能變電站的要求建設的，并且在一些較為重要的變電站展開了智能化的改造，在目前智能變電站已經分布在我國的各個角落，得到了很好的發展與普及[1]。

1.2 智能變電站的優點

1.2.1 環保效果好。智能變電站在運行中刨除了傳統的電纜，連接而是采用光纖電纜。并且在內部的設施上也是大量的采用能耗低的集成電子設備，用電子互感器代替了充油式互感器，大大地降低了變電站的建設成本和能源消耗，很好地實現了在低碳環保方面的優化。

1.2.2 交互性良好。智能變電站可以自動的收集和分析信息，并將這些數據信息在變電站的體系內部進行共享，以實現與更高級的系統之間良好的互動。各個智能電網之間的相互聯系，可以有效地保證整個電網的安全運行。

1.2.3 可靠性強。在眾多的用電用戶之中，大家對于供電部門的選擇最為看重的就是可靠性。這就要求智能變電站擁有更高的可靠性，不僅僅是滿足客戶的需求更多的是保護電網的更高效的運行，有效地減少用電故障產生，使變電站始終處于良好的運行狀態。

2 智能變電站的繼電保護技術

2.1 智能變電站繼電保護分析

智能變電站的繼電保護是建立在許多的設備運行之上的，繼電保護設備的本身結構就十分的復雜，下面我們對繼電保護的結構進行分析：

2.1.1 “三層兩網”構架。與傳統的變電站最大的不同就是智能變電站是利用網絡來展開操作的，并且將IEC61850作為通信的標準，將變電站的繼電保護分為站控層、間隔層和過程層三個部分，并且在兩個層級之間會設有控層的網絡。其中站控層主要負責數據的收集傳送，過程層則負責通過間隔層將各個信號傳輸給執行的設備，這對于變電站的正常運行來說是十分重要的[2]。

2.1.2 數據幀傳輸機制。傳統變電站的繼電保護設備中是設有專門負責信息的采集和傳輸通道的，這樣固定通道下的信息傳輸帶來的保護效果相對固定。智能變電站的繼電保護則主要是通過太網數據幀的形式來收集個傳送數據信息的，整個過程都是通過過程層網絡展開以光纖為介質來完成的，可以將有效繼電保護的范圍擴大化。

2.1.3 IEC61850標準。智能變電站的繼電保護在運行中都要遵循IEC61850的標準展開工作，在對于繼電保護系統的設計時往往在一個實體的設備中會擁有多個邏輯運行設備。繼電保護的展開以邏輯節點來進行劃分，不同的情況使用不同的方式處理，保證整個繼電保護是實時性的，更好的服務于智能變電站[3]。

2.2 智能變電站繼電保護設計優化

2.2.1 安全性的優化。智能變電站的繼電保護是在IEC61850的標準之下運行的，其統一性即使優點也是缺點。統一的標準也就意味這是處在完全透明的網絡環境之中，這也就表明在整個繼電保護系統運行中會面臨更多的來自網絡上的惡意攻擊，對整個變電站的信息安全造成威脅。鑒于IEC61850的表針體系中對于安全沒有明顯的界定，往往需要使用者在進行操作中時要做好對于系統安全的分析，以實現變電站繼電保護的優化。

2.2.2 可靠性的優化。目前的智能變電站已經實現了數字化的建設，在繼電保護中會涉及到許多的電子設備，隨著這些電子設備的不斷加入，在保證變電站運行的穩定性上又提出了新的要求。在選擇電子設備的同時，要根據實際情況的需要來進行合理的設計。最大的降低外界環境的影響，針對電子設備容易受到外界的干擾的特性來看，我們要采用應用性能穩定的光纜，并且要及時的對系統進行故障的檢修，對于不合理的運行部分要及時進行保護。

2.2.3 實時性優化。實時性對于智能變電站的繼電保護來說是相當的重要的。在進行保護結構的設計時，經常會因為其他的因素的干擾致使輸出的數據信息的傳輸誤差超出正常的范圍內。通過對以往的繼電保護系統地觀察，我們不難發現合并器排隊與交換機的轉發是引起故障的主要原因。一般情況下，合并器在采集完成信息后會進行排隊并且在接收采集信息的同時也會有一段時間的等待。因此在正常的運行中會出現一定的延誤問題但并不會對繼電保護產生影響，因此要將這樣的誤差控制在一個合理的范圍內就可以實現繼電保護系統的實時性優化[4]。

2.2.4 同步性優化。智能變電站的繼電保護是在數字化的建設基礎之上的，必然也會面臨著數字化運行中的一般性的問題，數據同步難。在輸出的數據信息中存在有時間上的差別，如果信號難以同步進行，最終采集到的信息一定會有偏差。因此在這一方面的優化首先要保證用電信號的傳輸不會過流或過壓，將繼電保護的途徑設定在用電信號的輸入上，保證輸入信號值的正確在一定程度上可以保證即使用電信號丟失，也不會影響到整個繼電保護進程的展開。

2.3 智能變電站的繼電保護管理

當前的電網正面臨這一次大范圍的檢修，為了進一步推進智能變電站的繼電保護的發展，確保智能變電站的安全運行，要及時展開對于整個繼電保護體系的核查工作。核查的主要方面應該覆蓋各個變電站，智能變電站在繼電保護裝置上多數采用軟壓板的模式，維修人員可以通過保護屏上的數據的顯示來界定整個繼電保護系統是否需要進行維修。并且在檢修結束后還應該將檢修的數據進行備份，為下一次的檢修提供借鑒，共同促進智能變電站的繼電保護的發展。

3 結束語

智能電網作為電網在未來相當長一段時間內的發展趨勢，它是深入于各個用電的環節當中的。作為智能電網核心環節的智能變電站的繼電保護，更是需要進一步的發展，以保證整個電力事業的正常運行。智能變電站的繼電保護作為供電設備正常運行的前提，我們要從多個角度出發去探討繼電保護的優化，與確保各項設備都在正常的運行當中。綜上所述，關于智能變電站繼電保護的優化在國家電網中的作用是十分明顯的，因此我們要更好地促進智能變電站繼電保護技術的發展。

參考文獻

[1]林楠，艾飛，郭世曉.淺談智能變電站二次繼電保護中存在的問題及解決措施[J].山東工業技術，2017（07）：187.

[2]張連福.電力系統中智能變電站繼電保護技術分析[J].電氣時代，2017（02）：74-76.

[3]陳濤.智能變電站繼電保護的運行和維護技術研究[J].企業技術開發，2016（25）：83-84+95.

[4]李 ，石玉琦.智能化變電站繼電保護技術的優化管理研究[J].低碳世界，2016（28）：148-149.