智能變電站條件下的繼電保護與監控系統

趙章祥

摘 要：繼電保護與監控系統是組成現代化智能變電站的重要部分，這兩部分能夠實時監控保護站內各類相關設備的工作情況和運行狀態，從而避免設備發生損壞后影響相鄰區域的供電狀況。文中對智能變電站條件下的繼電保護與監控系統的相關技術和功能應用做了研究和分析。

關鍵詞：智能變電站 繼電保護 監控系統

智能變電站是由繼電保護、智能IED設備、運動系統、時鐘系統、交換機、監控系統和智能單元組成。就目前而言，智能變電站是借助光纖和以太網實習實現智能通訊，尤其是作為變電站上層監測設備的監控系統，能夠監控采集變電站的信息，并進行實時的傳輸。

1、智能變電站條件下的監控系統

監控系統的配置。監控系統在智能變電站中是整個系統站控層網絡的上層監測設備，它不同于傳統變電站間的設備連接，智能變電站的設備連接主要是通過光纖將過程層和站控層進行通訊化的智能聯系，利用光纖通信完成一次設備和二次設備之間的相互聯系，從而使整個智能變站站能夠不間斷的對信息采集、上傳的實時傳遞。

如圖1所示，智能變電站條件下的監控系系統是通過各個過程層完成細信息的交換和傳輸，通過局域網的構建，和站內IED設備之間信息連接起來，從而是整個監控系統的穩定性和安全性得到保障。

在對系統進行檢修時，智能變電站的監控系統能夠利用局域網上傳的報告文件將品質屬性引入其中，然后通過這些對信號的質量做出判斷。通常情況下，智能變電站的檢修報告文件都會通過通訊系統上傳到監控系統，然后在后臺系統對文件進行全面的分析和判斷，然后將最終的報告結果顯示在告警窗口，并標為檢修狀態。這樣變電站的檢修人員就能夠通過檢修狀態下對設備實施監控內容的分析結果，對設備進行維護確保安全運行。

智能變電站監控系統的站控層通訊網絡。監控系統是在交換機上接入網線，進而構成整個智能變電站站控層通信網絡。當智能IED設備有了唯一的名稱和IP地址之后，就能夠連接上監控系統，并對裝置模型進行初始述處理。在建立連接后，會根據監控系統上原有數據報告上的形式操作系統的各項功能，一直等到裝置的報告文件成功返回之后才結束整個通訊初始化過程。然而過程層還具備了通訊功能，可以和監控系統產生聯動，也能夠監視設計異常壓力回路。和常規的系統操作相比較，該回路還具備壓力異常閉鎖、邏輯判斷和重合閘方面功能，并將不同的CPU安置在其中以便對出口做出正確的判斷。同時將操作回路做了相應的簡化，提高了系統的安全可靠性。智能IED設備在使用通訊功能時，鏈路報文是每5秒發送一次，接收方收到報文后會做出相應的判斷，然后完成指令操作。這種實時監測控制的通訊方式，能夠根據采集到的信息對整個系統實時監控，從而使設備能夠安全穩定的運行得到保障。

2、智能變電站條件下的繼電保護

在變電站的各項組成單元中，繼電保護是確保變電站穩定、安全運行的一個重要保障。繼電保護可以將被保護元件的實時狀態明確的分辨出來，同時可以將出現的故障問題明確的指出來。當電力系統在運行過程中發生異常或故障時，繼電保護都可以在最小區域、最短時間對故障進行自動排查，或者對值班人員發出信號，然后值班人員對故障異常根源進行排查接觸，從而使設備的損壞程度降到最低，同時也不會對周邊的供電產生影響。

繼電保護原理。隨著科學技術的發展和進步，智能變電站在設計規范繼電保護功能的過程中，也需要對其可靠性、安全性進行相應的提高，通常都是選擇雙套配置，也就是合并單元和智能終端。在實現功能應用方面是通過保護一次設備，然后根據采集到的數據進行分析統計，最終完成命令的發布，通過對過程層數據的實時采集匯總并對過程層提供閉鎖功能，最終完成和監控系統之間的相互聯動。

繼電保護功能的實現。在整個智能變電站系統中，實現繼電保護功能最重要的技術環節就是主變差動保護，其原理是通過對流入和流出被保護變壓器各端的電流差的反應，當被保護區域發生故障時，差動回路中的電流值就會超過當初設定的整定值，此時差動保護就會及時的發生瞬間動作；當故障發生在保護區之外時，那么主變差動就不會發生動作。只有將變壓器各側電流信息獲得之后，才會進行相關的差動計算流程。那么就通過10KV的變電站舉例說明，倘若主接線方式采用的內橋，那么主變差動保護就會包含至少兩個分支，一個是高壓側開關電流的保護；另一個就是以路橋開關電流為主的保護。在這個過程中，正極性電流的是接入到橋路開關當中，而反極性電流是接入到主變方，采用這種反取極性的方法也是為了避免出現差動誤動的狀況。

在保護變壓器的配置是根據單重化進行的，也就是將后備保護和差動保護在同一套設備上集中起來，并使其成為一體化雙套配置，然而通過多臺設備采用分層集成的方式也可以將這一目標實現。主變差動保護利用10KV進線，主變各側則通過一系列連接形成差動回路，從而完成主變高壓測多路電流，同時主變本體電流的保護則通過后備保護模式這樣的形式完成。這項工作對繼電保護動作來講也是非常重要的一項，即可以通過光纖信息提供指令對設備的各個智能終端進行控制，將開關的切除動作完成。倘若在進行后備保護過程中還需要聯且10KV路橋開關，那么我們就必須聯且10KV分段開關，同時還需要借助交換機網絡將故障信息進行傳輸，從而使聯且開關完成相應的動作指令。

結束語

文中通過對智能變電站條件下的繼電保護和監控系統的研究，針對其設計理論和操作應用進行了分析探討。繼電保護與監控系統是組成現代化智能變電站的重要部分，這兩部分能夠實時監控保護站內各類相關設備的工作情況和運行狀態，從而避免設備發生損壞后影響相鄰區域的供電狀況。由此可見，這兩個系統在智能變電站的系統配置上起到了重要的作用。

參考文獻

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