智能變電站繼電保護在線監測系統的實現

王堃

摘要 隨著智能電網的普及和發展，自動化設備的應用越來廣泛，因此，對繼電保護設備的管理工作提出新的要求。傳統人工定期檢修模式顯然已經無法滿足智能供電設備可靠性的要求，需要構建繼電保護在線檢測系統，實現自動化的狀態檢測和檢修。鑒于此，本文對智能變電站繼電保護在線檢測系統的實現進行深入研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

[關鍵詞]智能變電站 繼電保護 監測系統設計

智能電網主要是指運用信息技術實現變電站自動化運行、信息共享化、變電站分區統一管理等，利用計算機仿真技術實現智能化電網調度和控制的基礎單元。變電站繼電保護設備能夠有效確保電力設備的安全、可靠的運行。在智能電網高速發展的今天，智能化、自動化的繼電保護設備得到了大面積的普及應用，有效提升了電能輸送的質量，對于繼電保護設備狀態檢測就顯得尤為重要。

1 繼電保護設備的狀態監測技術

繼電保護（Relay Protection）主要是指對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。繼電保護負責采集電網設備的運行狀態，然后進行分析判斷，輸出指令的一個系統。傳統的繼電保護主要采用的是晶閘管調壓器和移相器，對電力設備的電壓、電流、相位進行調整，但是由于晶閘管調壓器和移相器體積較大，而且調整精度較低，己然無法滿足高精度繼電保護工作。在現代科學技術的推動下，微電子技術己廣泛運用于智能電網繼電保護當中，本文就對智能變電站繼電保護在線監測系統的設計與應用進行詳細分析。

智能變電站繼電保護設備狀態監測系統主要包括：智能變電站電源信息，電源電平輸出，即兩功率或電壓之比的對數，有時也可用來表示兩電流之比的對數;智能電網設備運行溫度信息，具體包括設備內部的工作溫度、裝置過程層光纖數據接口的溫度;監測光強信息，光強即發光強度，主要是發光體在給定方向上的發光強度，是該發光體在該方向的立體角元dQ內傳輸的光通量dΦ除以該立體角元所得之商，即單位立體角的光通量。智能變電站繼電保護設備狀態監測系統，可以有效監測裝置過程層光纖數據接口接受的光強信息;此外，智能變電站繼電保護設備狀態監測系統可以進行數據信息的統計，包括繼電保護設備實際運行過程中無故障時間統計、繼電保護裝置采樣值（SV）信息、裝置面向通用對象的智能變電站事件（GOOSE）統計信息，GOOSE是IEC61850中的一種快速報文傳輸機制，用于傳輸變電站內IED之間重要的實時性信號。GOOSE采用網絡信號代替了常規變電站裝置之間硬接線的通信方式，大大簡化了變電站二次電纜接線。此外，在線監測系統還負責對智能變電站繼電保護設備自檢信息，裝置硬件以及回路自檢信息的收集和整理。

2 智能變電站在線監測系統設計

智能化變電站主要是智能化一次設備包括電子式互感器、智能化開關等和網絡化二次設備分層，包括：過程層、間隔層、站控層所構建，建立在IEC61850標準和通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。下文從在線監測單元與智能組件的集成和集成智能組件在線監測信息上傳兩個方面，對智能變電站在線監測系統的設計進行深入分析：

2.1 在線監測單元與智能組件的集成

現階段，智能變電站繼電保護在線監測系統的結構設計，主要采用的是一次設備機構、智能單元以及監測單元集成方式。該方式主要是將一次設備在線監測信息直接接入到集成智能組件，對于可以直接接入智能單元的監測信息包括：主變油中溶解氣體、GIS微水、避雷器等，可將在線監測單元集成在一次設備的智能組件中，對于不能直接接入的監測信息則需要單獨設置在線監測單元。

2.2 集成智能組件在線監測信息上傳

智能電網繼電保護在線監測系統，將數據信息轉換成數字信號上傳至后臺控制系統，其數據通信采用電力系統自動化統一的IEC61850標準，該標準通過對智能變電站繼電保護設備通信方式進行規范化，使其形成一個規范的輸出，實現系統的無縫連接。智能變電站在線監測系統結構，如圖1所示。

3 結論

綜上所述，伴隨著我國智能電網發展腳步的不斷加快，對繼電保護設備在線監測方面的需求也更加迫切。本文對智能變電站繼電保護在線監測系統的設計與應用進行深入分析，對繼電保護設備在線監測的主要技術進行闡述，為日后關于智能變電站在線監測系統的設計與優化提供理論依據。

參考文獻

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