智能變電站繼電保護優化措施分析

向 潔

（囯網益陽供電分公司，益陽 413000）

1 引言

這些年我國隨著經濟的發展，對城鎮和鄉村進行基礎工程建設，在全國范圍內進行電網建設，由于我國幅員遼闊，氣候、地勢、環境不一，這對電站的建設和維護帶來了影響。但是由于新技術的應用，尤其是在繼電保護當中的技術應用，取得了一定的效果，從信號傳輸、信號共享以及自動化等方面都取得了階段性的進展。由于我國用電量不斷的增加，在智能變電站的建設與應用當中還需要不斷的優化和發展，才能更好的為人民服務。所以更要對智能變電站繼電保護技術進行分析研究，爭取提高和完善其安全性和穩定性，從而確保智能變電站的正常而有效的運轉。

1 智能變電站繼電保護的特點

1.1 電力中的一次常規設備建設實現了智能化發展水平

一次常規設備在智能變電站的運用中，將智能組件和智能傳感器同時安裝到一次常規電力設備鐘來，一次設備在控制和采樣方面完全實現數字化。在實際運行中，通過光纜將控制命令和采樣數據傳輸到一次設備與測量設備、計量設備、控制設備、保護設備和狀態監測設備中來，通過智能組件和裝置智能傳感器完成安裝后，一次設備就完成了智行能化的功能。

1.2 通信全面達到了標準化的規約

在建設智能變電站期間，嚴格采取相關的標準來對所有智能設備建立和完善通信接口和信息模型，加強統一標準來實現各設備之間無縫連接，通過各設備與變電站通信網絡之間的連接，實現信息之間的資源共享。

1.3 有效增強自動化運行水平在智能變電站中的應用

智能變電站不但具有協調就地、區域和全局的功能，還可以把協同互動和在線決策進行更高級別的應用，自動化建設水平可以達到更復雜化和更多樣化，因此在智能變電站中自動化的運行可以發揮較高的應用水平。

1.4 功能結構和集成實現了緊湊化

在現階段的智能變電站中，由于不斷提高的智能化應用功能及其技術，有效地實現了智能電子設備與一次設備和傳感器三者之間的緊密結合，同時功能集成和物理集成是變電站自動化系統的特點，智能變電站二次設備和一次設備之間達到了緊密融合的層次，專業界限在變電站內變得更加模糊，可以說無論是結構還是功能集成在當前智能變電站建設中都具有緊湊化。

2 智能變電站繼電保護結構分析

2.1 智能變電站繼電保護中對“三層兩網”構架分析

智能變電站對繼電保護有其新的措施，與傳統變電站相比智能變電站主要采取的是過程網絡為中心，將IEC61850 作為通信標準，這樣一來就要將構建進行重新分配，按照功能進行分析構架為三層，主要是站空層、間隔層、過程層，并且層與層之間會間接的構架出站控層網絡和過程層網絡。而在實際運行的過程中，站控層主要負責傳輸整數定制的召喚和修改，以及對波紋數據進行傳輸等。過程層主要是負責對傳輸的數據進行采值、跳閘和開關狀態量等信號指示。同時，過程層還對定時性與可靠性具有嚴格的要求，這些性質和特點將直接的關系到智能變電站的功能是否能夠正常的運轉。

2.2 智能變電站繼電保護中對數據幀傳輸機制分析

在智能變電站中對繼電保護技術采取的是數據幀傳輸機制。在傳統的變電站繼電保護設置中也有進行采集和命令信號通道，并且由通道固定延時裝置來對速率的構成進行延時傳輸，其保護能力是有限的。而智能變電站繼電保護裝置，主要運用的是以太網數據幀的結構來完成傳輸采集等狀態指令的，所以在整個的過程中都是以交換機和光釬為介質的，由此過程層網絡來進行通信的，所以在這一點上來看，智能變電站繼電保護對工程層網絡有著較高的依賴性。

2.3 智能變電站繼電保護中對IEC61850 標準系統分析

在智能變電站中繼電保護技術設計上使用IEC61850 標準系統，并且可以有效的保護網，以及為通信設計作為必要的參照標準。在傳統的設計繼電保護系統的構架過程中常常會出現實體的設備中包含多個邏輯設備，并且由基本的單元來實現邏輯點的劃分。而對于通信協議也主要是通信服務類型和性能要求來進行特定的協議屬性，例如SV/GOOSE 通信，為保證實時性傳輸層與網絡層協議映射為空。所以在對繼電保護設計過程中需要依照IEC61850 標準系統來進行參考。

3 繼電保護在智能變電站中應用存在的不足

由于智能電網在我國電力系統的建設方面起步較晚，當前還處于起步階段，因此在設備還是技術方面都不成熟，需要進一步的改進和完善，尤其是現階段繼電保護技術在智能變電站中的運用還存在一些不足，從不同程度上影響和制約了智能變電站的發展和建設。下面將繼電保護優化技術在智能變電站存在的不足進行詳細闡述，以便采取有效的措施對存在的不足能夠加以改進。

3.1 較低的智能化水平

當前我國大多數智能化變電站是在原有變電站的基礎上擴建和改建而形成的，在設備運行的實際過程中使用的較多設備數量，極大的浪費了資源量，從很大程度上影響了變電站智能化水平，使智能變電站得建設標準達不到要求。智能化各種設備的由于不同的廠家生產的連接線及設備，造成不兼容的連接線和端口，智能變電站運行的安全造成了不同程度的影響，對不兼容的連線和設備之間進行檢查也增加了一定的困難。

3.2 不合理的設備接口連線

目前變電站中的設備普遍具有耗能和較多接口終端的現象，在設備運行的實際過程中，增加使用不同的設備對同間隔的一段GOOSE設備和SV 設備之間進行采樣，給操作人員的實際操作增加了不利。

3.3 環境對電磁設備影響較大

電子式互感器的諸多零件已經逐步應用于當前的智能化變電站中來，造成在實際應用過程中，許多設備的性能由于環境原因而受到了干擾，在數據測量中，電磁設備出現了一定的誤差，極大的干擾了數據測量的準確性，給智能變電站的正常運行增加了不確定的因素。

4 智能變電站繼電保護優化措施分析

4.1 智能變電站繼電保護設計進行間隔保護就地化

在智能變電站中安裝繼電保護設備時，要最大限度的遵守設備就地化安裝的原則。一方面可以當有效的保證繼電保護設備在事故發生過程中縮短反應時間，另一方面還可以由于減少事故所造成的損失。在現階段所進行鋪設的新型一體化微機線路方面，一般情況下都要求變壓器保護措施與其一并進行，同時根據現場情況合理配置被保護的設備，最大限度的提高和促進智能變電站的平穩運行，保證設備和人員的安全。由于現階段使用的新型保護裝置大多都是采用的電纜采集數據模式，通過數字化處理具有一定的時間優勢，同時通過計算機進行充分地分配和調配，保證在最短時間內啟動繼電保護設備的，使設備的安全性有效得到了提高。

4.2 智能變電站繼電保護設計進行有效實施站域保護的功能

在同一個計算機網絡的中，利用自身的優勢來隨時支配整個網站的所有內容，在受到外來的微機信號攻擊的情況下，傳統的后備保護系統就會被計算機自動的開啟，因為全部信息傳遞的過程都是通過電信號的方式來的完成的，所以后備保護動作的完成時間有限，要求具備較高的發電站智能化靈敏性，實時保護電路的功能必須具備，這就叫做站域保護。

4.3 智能變電站繼電保護設計進行減少端口，優化設備

現階段，國內大多數變電站中使用的大多數電氣設備都來自于西方發達國家的知名企業，技術成熟，設備先進，但這些設備都是他們根據他們國家變電站的模式來生產制造的，所以這就要求我們在選擇設備的過程中要注重設備的兼容性、結構的復雜性、單位能耗和技術的先進性等方面，在保證設備質量的基礎上，還要實現優化設備配置，最大程度的使設備的復雜程度降低，盡量避免出現不必要的端口，要為設備提供便利的操作環境，同時也與智能變電站的節能環保要求相一致。

4.4 智能變電站繼電保護設計進行安全性優化措施

在智能變電站中繼電保護裝置都是以IEC61850 標準系統為參考依據的，并且IEC61850 標準系統的數據其保密性較差，并且在互聯網環境中其透明度較高，在這樣的環境下運行系統，很容易面臨網絡黑客的攻擊，并且智能變電站的相關數據和信息安全也面臨著威脅，所以要做好相應的工作，尤其是對運行的系統安全性進行分析。在未來的規劃設計當中需要對IEC61850 標準系統有專門的加密系統，并做好多項的數據參考依據，來進行安全防護方面的措施。

4.5 智能變電站繼電保護設計進行可靠性優化措施

現今，智能化變電站繼電保護已經實施了全數字化的建設，在其運行的保護結構當中含有眾多的電力電子設備，對于智能化變電站運行提供了穩定性和安全性，對持續供給社會用電提供了必要技術支持。但是在實際操作的過程中在選擇電力電子設備時，需要對實際用電量和用電環境進行考慮，并做出相應的設計和規劃，將設計方案的合理性與應用性達到最優化，最大限度的有效抵抗外界因素對繼電保護系統的危害，同時降低信息不同步或者電磁兼容等方面出現的問題產生的影響，從而提升系統的運行穩定性。而對于保護結構當中的硬件設備受到的影響，需要采取有效的措施來提高系統的運行可靠性，比如在選擇使用安全穩定的光線，以及使用自查性的系統來時刻進行穩定性的監測，對于不合理的部分做出相應的報警和提示，以確保問題早發現早解決，進而優化整個繼電保護系統的可靠性。

4.6 智能變電站繼電保護設計進行實時性優化措施

實時性是智能變電站繼電保護技術的重要特點，但是在實施的過程中由于受到合并器鏈路傳播延時，以及交換機延時因素限制，對變電站的數字化互感器傳輸效果造成一定的影響，使其傳輸的誤差超出了合理的數值范圍。所以針對這一影響，在對繼電保護系統中對合并器連接，以及交換機實行并口連接進行合理的優化處理，確保繼電保護系統數據傳輸實時化。

4.7 智能變電站繼電保護設計進行同步性優化措施

應對繼電保護同步性問題，應做好過流與過壓保護，在保護動作當中在輸入信號幅值正確性的要求，對同步信號要求較小，這樣在保護動作當中即使丟失同步信號，也不會對繼電保護系統產生太大的影響。

5 結束語

在確保智能變電站中繼電保護所以設備正常運轉的前提下，對繼電保護技術進行研究，并對智能變電站所具有的特點和屬性進行分析，從而找到優化點，并根據研究的角度進行分析整理，選擇最優化的辦法措施，從而降低相應的因素對繼電保護系統的運行效果的影響，進而優化整個系統，確保智能變電站正常而穩定的運轉。