智能變電站繼電保護技術(shù)優(yōu)化措施

楊鳳敏

【摘 要】變電站自動化技術(shù)的應用，對智能變電站的建設發(fā)展具有重要推動作用，為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設具有重要意義。智能變電站運行模式更為復雜，很容易受到各方面因素的影響，為提高其運行的穩(wěn)定性與安全性，必須要對其做好繼電保護處理。本文就智能變電站繼電保護技術(shù)的優(yōu)化措施進行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；繼電保護；數(shù)字化

繼電保護技術(shù)在實際應用，已經(jīng)取得了良好的效果，從信號傳輸、信息共享以及自動化水平等放慢進行分析，智能變電站的建設與應用具有更大的優(yōu)勢。需要從智能變電站實際應用中進行優(yōu)化分析。在對智能變電站繼電保護技術(shù)的分析中，需要了解其保護特征，爭取提高其實施的安全性、實時性、穩(wěn)定性等方面功能，來確保變電站運行效果可以滿足供電需求[1]。

一、智能變電站的特點

（一）一次設備智能化

在智能變電站一次設備內(nèi)，可以將智能傳感器和智能組件嵌入到一次設備，可以使一次設備在采樣和控制方面實現(xiàn)數(shù)字化。在實際運行過程中，一次設備與保護設備、測量設備、計量設備、控制設備和狀態(tài)監(jiān)測設備之間的采樣數(shù)據(jù)和控制命令都是通過光纜進行傳輸，因此通過裝置智能傳感器和智能組件后，一次設備具備了智能化的特點[2]。

（二）通信規(guī)約標準化

在智能變電站中，需要嚴格一定的標準來對所有智能設備進行信息模型和通信接口的建立，從而使設備之間能夠完全做到無縫連接，并按照統(tǒng)一標準，各設備與變電站通信網(wǎng)絡進行連接，從而實現(xiàn)信息之間的有效共享[3]。

（三）提高運行自動化水平

智能變電站不僅可以協(xié)調(diào)就地、區(qū)域和全局的功能，而且支持在線決策和協(xié)同互動的高級應用，具備更多樣化和更復雜化的自動化功能，所以說智能變電站運行自動化處于較高的水平。

（四）功能集成和結(jié)構(gòu)緊湊化

在當前智能變電站中，由于智能化技術(shù)的不斷提高及其應用，功能傳感器與智能電子設備和一次設備之間有效地實現(xiàn)了結(jié)合，同時變電站自動化系統(tǒng)具有物理集成和功能集成的特點，智能變電站一次設備和二次設備之間實現(xiàn)了緊密融合，變電站內(nèi)專業(yè)界限更加模糊，可以說當前智能變電站無論是功能集成還是結(jié)構(gòu)都更具緊湊化。

二、智能變電站繼電保護結(jié)構(gòu)分析

（一）“三層兩網(wǎng)”構(gòu)架

與傳統(tǒng)變電站繼電保護不同，智能變電站主要是利用過程網(wǎng)絡為中心，將IEC 61850作為通信標準，則按照功能分析構(gòu)架可以分為三層，即站控層、間隔層以及過程層，并且沒兩層之間會構(gòu)成站控層網(wǎng)絡與過程層網(wǎng)絡。其中，站控層主要負責傳輸整定值召喚、修改以及錄波文件的傳送等；過程層主要負責傳輸采樣值、跳閘、開關(guān)狀態(tài)量以及閉鎖等信號，對定時性與可靠性具有嚴格的要求，關(guān)系著變電站各項功能是否能夠正常運行。

（二）數(shù)據(jù)幀傳輸機制

傳統(tǒng)變電站繼電保護設置有負責采樣以及命令信號通道，由通道固定延時以及裝置處理速率構(gòu)成傳輸延時，保護效果相對固定。而智能變電站的繼電保護，主要是利用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的形式來完成傳輸采樣值、獲取開關(guān)狀態(tài)量以及下達跳閘值指令等，整個過程以交換機以及光纖作為介質(zhì)，并由過程層網(wǎng)絡來完成通信。由此可以確定，智能變電站繼電保護對工程層網(wǎng)絡有著較高的依賴性。

（三）IEC 61850 標準體系

IEC 61850為智能變電站繼電保護網(wǎng)絡以及通信設計必須要遵循的原則，在設計繼電保護系統(tǒng)構(gòu)架時，往往一個實體設備中會包含多個邏輯設備，并且由基本單元來實現(xiàn)邏輯節(jié)點的劃分，如跳閘回路、保護算法以及采樣值處理等節(jié)點。對于通信協(xié)議，主要就是通信服務類型以及性能要求等來映射特定通信協(xié)議，例如SV/GOOSE通信，為保證實時性傳輸層與網(wǎng)絡層協(xié)議映射為空。

三、目前智能變電站繼電保護技術(shù)存在問題

（一）智能化水平低

當前我國智能化變電站多是通過對原變電站進行改建和擴建而建成投產(chǎn)的，在實際運行過程中需要使用到的設備數(shù)量較多，而且設備資源消耗量較大，這在無形中會導致變電站智能化水平降低，無法達到智能變電站建設時的要求。各種設備之間都有著智能化連接端口，但由于設備及連接線多是由不同廠家生產(chǎn)的，這就導致設備運行過程中，端口和連接線之間存在不兼容的問題，影響智能變電站運行的安全，而且對設備和連線之間不兼容現(xiàn)象進行檢查也存在一定的難度。

（二）設備接口連線不合理

當前變電站中存在眾多的耗能設備，而且設備存在許多接口終端。但在實際設備運行過程中，同一段間隔的SV設備采樣和GOOSE設備之間的接口連線都需要在不同設備之間進行，這就導致設備接口終端需要增加，這對操作人員的實際操作帶來了諸多的不便利。

（三）電磁設備受環(huán)境影響較大

當前電子式互感器在智能化變電站的諸多零件中都開始廣泛應用，這就導致這電磁設備在實際應用過程中極易受到環(huán)境因素的影響，使電磁設備測量準確存在一定的偏差，影響測量數(shù)據(jù)的可靠性。這對電磁繼電保護設備在應用過程中的穩(wěn)定性和可靠性帶來了較大的影響，智能變電站運行時不確定因素增加。同時當前變電站中所使用的一些電氣設備，在實際生產(chǎn)過程中并不建議使用新型的電磁式繼電保護設備，這樣可以有效地提高繼電保護設備的可靠性。部分就地安裝的變電站使用設備，由于受制于技術(shù)的人們顯示器，一些技術(shù)端口還無法用到，這些大量的端口存在不僅會對工作人員實際連線帶來困難，而且還會造成技術(shù)資源的浪費時間，與智能電網(wǎng)節(jié)能和環(huán)保的要求不相符。

四、智能變電站繼電保護的優(yōu)化措施

（一）就地化間隔保護

在智能變電站中，當需要進行繼電保護設備安裝時，需要將其安裝在被保護設備的附件，這樣可以充分地遵循就地化原則，不僅可以有效地縮短事故發(fā)生時繼電保護設備反應時間，而且有利于最大限度地降低事故所帶來的損失。在當前新型一體化微機線路鋪設時，通常都需要與變壓器保護措施同時進行，并結(jié)合現(xiàn)場被保護設備的合理配置，這樣可以有效地提高智能變電站運行的平穩(wěn)性，確保人員和設備的安全。另外，當前新型保護裝置通常采用的都是電纜采集數(shù)據(jù)的方式，利用數(shù)字化處理時不僅在時間上具有一定的優(yōu)勢，而且分配和調(diào)配時能夠充分地借助于計算機，能夠在最短時間內(nèi)保證繼電保護設備的啟動，有效地提高了設備的安全性。

（二）站域保護功能的應用

站域保護就是在同一網(wǎng)絡支配下，利用計算機的優(yōu)勢調(diào)動全站信息，在收到來自危險的微機信號時，計算機及時的開啟傳統(tǒng)的后備保護，而且由于整個過程全部采用電信號的方式來傳遞信息，所以后備保護動作的時間很短，能夠滿足智能化發(fā)電站的靈敏性要求，還會實現(xiàn)電路的實時保護功能。

（三）優(yōu)化站內(nèi)設備，減少不必要的端口

當前我國智能變電站中所使用的較多電氣設備都是進口國外的一些知名企業(yè)，這些設備在技術(shù)上雖然十分先進，但由于生產(chǎn)過程中是依照本國變電站為模型來進行制造的，這就需要我們在選購過程中要注重技術(shù)的先進性、結(jié)構(gòu)的復雜性、設備的兼容性和單位能耗等諸多問題，在確保設備質(zhì)量的同時，還要確保智能變電站內(nèi)部的設備實現(xiàn)優(yōu)化配置，盡量地降低設備的復雜程度，減少一些不必要的端口，這不僅有利于更好地實現(xiàn)對設備的操作，而且與智能變電站節(jié)能環(huán)保的要求也相符。需要針對當前我國智能變電站初期的實際水平，來對站內(nèi)設備進行合理配置，實現(xiàn)資源的有效節(jié)約。

五、結(jié)束語

智能變電站繼電保護為維持所有設備正常運行的前提，在對其進行研究時，需要針對智能變電站所具有的特點進行分析，確定設計優(yōu)化要點，從不同角度進行研究，選擇對應的措施進行優(yōu)化，降低各項因素對保護系統(tǒng)運行效果的影響，確保所有保護動作維持在正常狀態(tài)。

【參考文獻】

[1] 蔡澤祥，王海柱.智能變電站技術(shù)及其對繼電保護的影響[J]. 機電工程技術(shù) ，2012（05）：1-4.

[2] 吳娟.智能變電站繼電保護配置的分析與探討[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā) ，2014（28）：53-54+61.

[3] 張小俊，陳艷.淺談智能變電站技術(shù)及其對繼電保護的影響[J].通訊世界，2013（21）：187-188.