電力系統中智能變電站的繼電保護技術

文/楊景偉，鄭州向心力通信技術股份有限公司

1 導言

智能變電站是在傳統變電站的基礎上，借助相關的智能設備，使其所包含的各種數據從源頭上真正實現數字化，使相關方面的信息處理方面實現自動化，使電網得到合理調節，以便能正常發電的現代化變電站。本文主要針對智能變電站技術及其對繼電保護的影響進行分析。

2 智能變電站技術及繼電保護技術

2.1 智能變電站概述

一般來說，我們所說的智能變電站技術是指：一種利用數字化和自動化技術確保變電站信息實現高效采集與傳輸的技術，作為我國電網建設發展的重要方向，智能變電站技術促進了協議統一化、信息網絡化、設備智能化、運行自動化以及網絡化的有效實現。通過運用智能變電站技術，工程造價得以有效降低，傳統變電站電磁互感器相關問題也得到了有效解決，電力技術實現了新的發展。相關研究表明，智能變電站包含了三個層面：過程層、間隔層以及站控層，只有將這三個層面建立起相應的數據連接通道，才可以實現數據的同步，而確保數據穩定的關鍵在于變電站中的過程層。

2.2 智能變電站繼電保護技術

智能變電站繼電保護中的數據采集、傳輸和處理工作主要是依靠繼電保護技術中的軟硬件條件。數字核心部件是智能變電站繼電保護技術的關鍵，數字核心部件相當于一臺小型計算機，其能夠有效的對多個變電站繼電保護控件進行高效的控制與處理；此外，模擬量輸入接口控件也是繼電保護裝置的一個重要部件，它實現了以信息采集為重要條件的計算機與外部控件的相互連接。

3 智能變電站技術對繼電保護的影響

相比于傳統的變電站，智能變電站技術對繼電保護的影響，主要有以下幾個方面：

3.1 二次信息的網絡傳輸代替了傳統的二次電纜硬連接，改變了繼電保護數據的傳輸方式，二次信息的網絡傳輸實現了設備的信息共享，使跨間隔保護更加便捷，能夠實現繼電保護的跨間隔以及跨電站；另外，網絡化傳輸提升了數據保護的實時性和可靠性。

3.2 繼電保護數據的處理和利用方式發生了變化：智能變電站中，IEC61850的應用實現了不同設備間的互聯、互通、互操作甚至是互換，這就促成了IED設備和二次信息的分離。

3.3 由電磁式互感器轉變為電子式互感器，繼電保護源數據的性質發生了變化。這就需要對電磁互感器傳變特性設計的一些算法以及整定原則做出相應的調整和改善；還需要對電子式互感器采樣就地數字化可能造成的數據同步、延遲等問題進行評估。

4 智能變電站技術對繼電保護的影響分析

智能告警與故障分析。在繼電保護系統中，智能變電站技術可以發揮智能告警、故障分析的作用。智能變電站技術設置了專家知識庫，對專家提供的智能告警和故障分析內容進行存放，一旦發現系統中出現故障，系統就會自動啟動智能告警系統提示，并準確分析出故障所在。

提供輔助。虹橋ASCS變電站中的智能輔助管理系統對繼電保護提供了很好的輔助作用。對于變電站現有的輔助系統來說，智能變電站可以實現其統一接入和控制，并進行數據的集中分析處理。智能巡檢。虹橋變電站運用的是智能巡檢機器人系統，它可以對可見光圖像和紅外圖像進行自動采集，并進行分析存儲，對于機器人采集到的圖像，還可以通過動態顯示。在巡檢過程中，可以對機器人的運動和云臺動作進行手動控制，并對其方位和運動狀態進行實時顯示。通過機器人的電源狀態，可以分析繼電保護的運行狀態，并對其異常情況進行報警。

5 智能變電站技術特征與架構體系的分析

5.1 智能變電站技術特征主要有三方面：

（1）在相關的電流、電壓方面的數據采集可通過某些裝置實現自動化，并且終端得到的所有數據都具備數字化特點，這樣就使變電站真正實現智能化，所有的冗余信息會集成化，同時也會使變電站的監視、保護、故障檢查等方面得到統一控制，不再是借助于獨立裝置分別進行控制。可以說智能化變電站技術減少了硬件設備的冗余，節省了相關方面的成本投入，另外，信息的集成化，使得信息可以分享的范圍增大。（2）將體積比較小的電氣量檢測系統和智能開關設備系統結合在一起，在使系統結構得到緊湊的同時，也使兩者的功能疊加到一起，使整體功能得到提升和優化。（3）智能化變電站利用相關的信息技術，對變電站的所有裝置的工作狀態信息進行監測收集，然后和準確的數據信息進行對比，確定工作失控處，也就是故障點，這有便于維修人員及時發現故障，及時維修。

5.2 智能變電站架構體系

智能變電站的架構體系是不同于傳統的變電站的，主要有五部分祖成，準確的說是三層兩網絡，三層指的是站控層、過程層和間隔層，兩網絡指的是站控層和過程層網絡。其中過程層包含的是智能化開關以及電子互感器這樣的一次設備，主要作用就是對各種設備運作進行檢測，檢測目的：（1）查看其是否出于正常的工作狀態；（2）采集設備運作時的信息。間隔層中的設備主要是起監控作用的相關設備，對變電站中比較重要的裝置進行監控，以便維修人員能通過監控錄像，及時發現其處于非正常工作狀態的原因，這對變電站的正常運作也起到了保護作用。站控層的主要目的就是使變電站的所有信息資源得到統一控制，而不是由單一的裝置獨立控制，主要通過人機交互設備以及數據前置機等設備來實現。

6 結束語

隨著我國科學技術的發展，電力系統開始向智能化自動化方向發展，作為電網發展中的重要組成部分，智能變電站在繼電保護中有重要的影響。因此，必須要把握智能變電站技術的主要特點，并就智能變電站技術對繼電保護產生的影響進行分析，了解目前繼電保護中智能變電站技術的應用。在實際生產中，電網企業也要加強繼電保護中智能變電站技術的應用，并不斷完善繼電保護工作中的不足，推動我國電網的可持續發展。