智能變電站繼電保護配置的展望和探討

王鑫

【摘 要】隨著國家電網公司提出建設“具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網”的發展目標，智能變電站作為智能電網的基礎與核心部分，其良好的發展建設與堅強智能電網的總體目標實現有著緊密的聯系。

【關鍵詞】智能變電站；繼電保護；配置；展望

1變電站的繼電保護配置

智能變電站的繼電保護配置主要是由過程層和變電站層組成，過程層的主要目的是配置繼電保護中的一次設備。一次設備也就是我們通常說的智能設備，一般情況下安裝在設備的內部。在一次設備的周圍一般選擇安裝需要進行維護和檢修的設備，如：退役設備、合并器和測控設備等。變電站中的繼電保護配置主要是通過全站傳輸采樣值，但這種傳輸方式不同于分布式的數據傳輸。繼電保護不會因為跳閘和采樣問題造成通信鏈路不可靠，并且在繼電保護過程中消耗的網絡數據信息非常小。變電站層的繼電保護配置主要是通過利用自適應技術和在線實時整定技術，采用后備保護的方式，實現廣域保護。

2繼電保護應具備的性能特點

1、安全可靠

在電力系統繼電保護的過程中，繼電保護必須要安全可靠，這是最基本的要求。安全可靠主要體現為兩個方面：其一是可依賴性；其二是安全性，這兩個方面的性能都是繼電保護必須要具備的。由于以上兩個方面存在著一定的矛盾，在繼電保護的設計與選擇過程中應根據保護對象的實際情況進行適當的協調，提高繼電保護的可靠性。

2、應具有較強的選擇性

選擇性是指出現故障時首先應由設備自身的保護將其切除，當自身保護或斷路器拒動時，則可由相鄰元件的保護裝置將故障切除。上下級之間應隨著繼電保護與故障點之間的距離進行適當的調整。一般來說，由電源算起，故障起動值會隨著動作時間的縮短而減小。

3、繼電保護動作必須要及時、快速

對于繼電保護來說，要想盡快的中止異常狀態或斷開故障，應在允許范圍之內以最快的速度對可控制的斷路器發出跳閘命令。因此，繼電保護動作一定要及時、快速，這是一個必須具備的重要性能。快速、及時的跳閘可以將設備的損壞程度降到最低；同時，快速跳閘在高壓電網中還可以在提高電網暫態穩定中發揮特殊的作用。通常情況下，跳閘越迅速，制動面積就會越小，相應的穩定裕度也就越大。尤其是短路故障，它極易破壞系統的穩定，有時候跳閘時間的細微差距都有可能對系統的穩定性帶來絕然不同的影響。有鑒于此，新開發的繼電保護都十分注重提高保護動作的速度，盡可能縮短繼電保護的動作時間。

4、高靈敏度

繼電保護的靈敏度是指一旦出現異常情況或發生故障時提供可靠動作的具體能力。在繼電保護靈敏度的考核方面，業內普遍采用的是靈敏系數等指標。靈敏系數是指故障量與給定的裝置定值之間的比值。一般來說，在繼電保護設計與運行規程中都對靈敏系數有具體的要求。

3智能變電站的具體繼電保護模式分析

過程層繼電保護一般都會進行快速跳閘等主體保護功能設置，尤其是在母線和變壓器差動、線路縱聯保護同步作用下，令變電站集中式保護裝置迅速過渡轉化為后備保護功能。事實證明，此類設計形式實用價值相對較高，不單單能夠令過程層保護設計變得簡易，同時還可以靈活地取消后備保護裝置，力求輔助相關工作人員在重點研究主保護功能前提下，有效簡化裝置格局。

1、線路保護方面

處于過程層的線路保護配置，主要是縱聯距離和差動形式，其間后備保護則必須要放置在集中式保護裝置之中。在此類環境下，想要快速發揮縱聯保護功效，就必須盡快令對側線路保護裝置和主保護光纖進行自由通信。

2、變壓器保護方面

在過程層內部進行變壓器保護，將主要沿用分布式配置方式，同時在后備保護沿用集中模式，這樣預設的差動保護功能指標便能就此順利貫徹。同步狀況下，智能變電站內部的母線和變壓器保護，都可以為多段線路提供保護功能，必要情況下完成對站內設備的同步采樣工作。不過實踐應用過程中，相關技術人員主要配合乒乓原理同步技術，進行相關工序流程適當地簡化。所謂乒乓技術，主要設定分屬在線路兩端位置的保護設備，保證他們維持相同或是相似的速率完成獨立采樣任務，與此同時，他們兩端收發信息的傳輸時間必然要維持一致。

第一，透過保護設備向光纖通道進行相關數據發送過程中，有必要提前進行數據中斷處理，之后利用電子互感器準確測算不同采樣工作的延時結果。第二，因為乒乓同步理論無法切實維持頻率的一致性，因此設計主體仍有必要針對兩端數據具體發送時間，進行靈活化調整，之后再開展同步處理工作，旨在維持數據發送時間的精準和統一性。

4探討智能變電站繼電保護裝置的展望

每個時代都是這樣，即便新的技術彌補了傳統的缺陷。但人們還是會去期盼更好的技術能夠誕生。那是因為我們一直都想找尋到一種完美的東西，可惜它只是我們心中永久的神話。所以，隨著電力行業的不斷發展，對于智能變電站繼電保護裝置也有了新的展望。期望新的設備在具有靈敏性、選擇性、速動性和可靠性這些本質特征以外，更能保證電網更加高效、安全和穩定地運行。

1、信息采集的自動化

自動化信息的采集是需要一定前提的。比如，電子式的互感器以及光電效應的互感器高新設備在智能變電站中的不斷應用，便為繼電保護裝置的自動化采集工作提供了良好的平臺。與此同時，隨著間隔層的功能逐漸融入到過程層里進行操作，這就使變電站保護系統的集成化程度上升到一個新的領域，而且，它的構造也比之前簡單了很多，便于操作。同時，在信息采集的過程中，加強了對電磁場的抗干擾能力。從而保證了信息采集的準確度，不會造成不必要的麻煩。同時信息采集的自動化，可以更好地提高工作效率，也能合理地安排有限的勞動力資源。

2、網絡通信的標準化

在智能變電站中，通訊的標準體系不斷提出。這就使往日的那個沒有一個統一的標準，仿佛失去了方向的船舶，只有自己在茫茫海上尋找自己方向的電力系統在海上找到了自己的燈塔。使它朝著自己的目標，統一的模型，統一的標準，以及互聯網開放的方向不斷前行。網絡通信的標準化可以使互聯網之間的相互干擾得到相應的避免。在信息采集的自動化下，網絡通信的標準化可以使采集到的信息更加準確，更加真實。

5結語

在我國智能變電站的推廣與建設中，繼電保護技術一直是智能變電站的核心技術。繼電保護技術與配置方案的良好實現，對提高變電站安全運行水平，以及實現現代化的運行管理都起到了極大的促進作用。我們應當進一步加強對繼電保護領域新技術的研究與探索，以促進繼電保護技術的發展與完善，為實現建設堅強智能電網的發展目標打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]劉勇，江均，等.智能變電站的繼電保護配置研究[J].科技咨詢，2013（13）.

[2]周得柱.淺談智能變電站技術及其對繼電保護的影響[J].消費電子，2013（3）.

（作者單位：國網山西省電力公司檢修分公司）