智能變電站繼電保護及自動化系統研究

王喜

國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 江蘇 蘇州 215400

引言

智能變電站是當前變電站發展的主要方向和趨勢，也是我國科學技術的具體體現，具有明顯的時代意義，也具有電力事業發展的實際意義。其中，電力作為國家和社會發展的關鍵動力，也是人們日常生活的重要能源。如何保證電力供應的穩定性和安全性，直接決定了國家和人們不同需求。同時，在這一整體趨勢下，我國的電力資源需求總量也在不斷上漲，這就使得傳統的變電站運行模式已經不能滿足當下社會的實際需求了。對比之下，智能變電站已然成為我國電力系統的重要組成部分。而針對智能變電站的運行，繼電保護系統又有著不可取代的作用。基于此，電力企業和相關工作人員，還需要進一步加大對繼電保護系統的研究，切實對焦安全隱患問題，確保繼電保護系統作用的正常發揮，保證我國電力系統的平穩運行。

1 智能變電站繼電保護概述

一般認為，智能變電站是伴隨著我國電力領域不斷發展而衍生出來的新興產物。在智能變電站運行的過程中，也體現出了很多高科技元素，是對電力事業運行的一個變革和創新，也進一步推動了我國電力事業的自動化管理進程。那么從智能變電站具體的技術應用來看，主要包括了網絡通信技術、光電信息技術以及微電子集成技術等多個方面。同時，若從本質上針對智能變電站展開分析，可以將智能變電站看作一個具有多種功能的電氣設備，并在設備中一并融合了自動化的屬性。此外，在生態環保理念的支持下，對比傳統變電站，智能變電站也體現出了更好的節能效果[1]。

對比智能變電站和傳統變電站，智能變電站的優勢主要體現在以下3個方面：①在智能變電站的結構方面，智能變電站基本上采用的是三層量網絡方式。在三層量網路方式的基礎上，針對傳統的變電站結構進行了全方位的優化與革新。同時，在智能變電站中也對通信技術和信息技術進行了應用，包括信息的采集、信息的操作、指令的下達等環節，都能夠實現自動化。過程中，即便是遇到了風險問題，智能變電站對比傳統變電網往往能夠達到風險自動化保護的效果，切實降低了風險帶來的負面影響，切實提高了電力系統供應的穩定性和安全性；②智能變電站對比傳統變電站要具有明顯的信息共享優勢和平臺網絡化優化。一般認為，在智能變電站運行的過程中，通過對信息技術的應用，能夠更好地對焦系統的信息，完善系統信息的交流和互動，實現系統信息的共享，以此來切實提高系統運行過程中的協調性；③智能變電站對比傳統變電站還要具有更好的節能優勢。這主要是因為相對于傳統的變電站，智能變電站在運行方式上要更加合理，從而減少了智能變電站運行過程中的能源需求，為電力企業節省了更多的成本，也更有利于促進我國電力事業和經濟整體的可持續發展。

2 繼電保護系統概述

一般認為，在智能變電站中，繼電保護系統是最為重要的系統。這主要是智能變電站的運行往往伴隨著各種各樣的風險因素，并在風險因素的導向下，引發電力故障，甚至是安全事故。那么針對這一問題，就需要對繼電保護系統進行應用，切實對焦智能變電站的風險問題，達到風險防控、風險管理的目的。過程中，通過智能變電站中繼電保護系統的應用，便可以針對智能變電站進行自動化監測，并結合自動化監測的數據信息來提煉出狀態情況和故障情況。期間，如果智能變電站的效果參數出現了異常，例如溫度參數異常、電力參數異常等，繼電保護系統便能夠及時針對異常問題進行反饋。一方面是由工作人員及時對其進行處理，另一方面也能夠采取一些應急措施，如線路切斷、故障隔離等[2]。

3 智能變電站繼電保護的標準要求

3.1 一次設備智能化

一般認為，在變電站中一次設備是至關重要的組成部分，如果做好一次設備的智能化發展有著十分關鍵的意義。同時，一次設備的智能化建設，也是變電站智能化建設的前提和基礎。只有確保了一次設備的智能化發展，才能夠保證變電站的智能化發展，才能夠真正提高變電站的功能。但是，從我國目前的實際情況來看，由于智能化發展進程較晚，很多技術還不是很完善。在一次設備智能化技術應用與融合的過程中，仍會受到很多阻力，真正意義上的一次智能化設備若想要投入使用，還需要一段時間。那么針對這一問題，在當前為了能夠發揮出變電站的智能化功能，電力企業和相關工作人員大都會將智能構件與一次設備進行關聯，以此來達到一次設備智能化的初步效果，并連帶著變電站的智能化效果提升。其中，較為常見的主要包括了斷路器的智能化、變壓器的智能化等。一般認為，在智能變電站實際運行的過程中，一次設備和二次設備是至關重要的。主要保證了二者的交互效率，才能夠在真正意義上保證電力系統的平穩運行。而針對這一問題，伴隨著我國數字化技術的持續發展，也針對傳統的一次設備與二次設備交互方式發生了很大的改變。在二者交互的過程中，通過數字化技術的應用，能夠進一步加速數據和信息的共享，提高數據信息共享的效率，使其成為智能變電站發展的重要基礎。

3.2 二次設備網絡化

一般認為，與傳統的變電站相對比，智能變電站是存在本質上的區別的。不僅僅是智能變電站具有更強的功能，在結構上也與傳統變電站有明顯的不同。尤其是針對一次設備和二次設備的信息傳遞問題。傳統變電站采用的方式是二次回路，而智能變電站則會選擇對光纖進行利用，以此來達到網絡化的發展效果，切實提高了數據信息的傳輸效率，也能夠對焦以往信息傳輸中存在的誤差，以及數據信息共享中存在的誤差進行消除。此外，在傳統變電站中，如要對設備進行連接，而用到的工具便是纜線。對此，智能變電站同樣能夠改變這樣的連接方式，使其在網絡信息的基礎上實現設備的有效連接。一方面是全面優化了數據信息的傳輸效率，另一方面也提高了數據信息傳輸過程中的可靠性，并同時減少了纜線材料方面的成本投入，提高了綜合效益。最后，則是在變電站繼電保護的過程中，傳統變電站往往很容易受到人為因素的影響。而智能變電站的應用不僅僅是提高了結構整體的簡約型，也在極大程度上提升了繼電保護的效果[3]。

4 智能變電站繼電保護功能分析

4.1 限定延時電壓

一般認為，在智能變電站實際運行的過程中，電力企業和工作人員通過對延時電壓進行限定，能夠進一步提高幾點保護系統的運行效果。同時，從智能變電站實際的實際運行情況來看，往往也很容易受到諸多因素的干擾。包括環境因素干擾、人為因素干擾等。那么在這些因素的影響下，便很容易導致智能變電站出現短路問題，從而給正常的電力供應帶來負面影響。過程中，電力企業和工作人員通過變電站的限定延時控制，能夠進一步對焦這些負面影響，切實削弱負面影響帶來的干擾。過程中，電力企業和工作人員采取延時控制方法。首先可以針對智能變電站的電流問題進行監測，確保電力信息的實時獲取。期間，如果發現電流值出現了異常情況，繼電保護系統便開始發揮功能，針對線路予以切斷，從而避免因為異常電流問題給系統造成損害，以此來達到變電設備的保護效果。

4.2 輔助決策功能

一般認為，在電力系統運行的過程中，故障問題是很難避免的。很多因素的存在，都容易引發故障問題，進而增加系統的運行風險。同時，從繼電保護運行的實際情況來看，也很容易在故障因素的干擾下出現保護誤動。甚至是在錯誤的繼電保護過程中引發電力事故，以及帶來電力設備的損壞。因此，針對以上問題，在電力系統運行之前，就需要電力企業和工作人員對焦各類系統故障問題做好分析和研究。尤其是要明確故障問題的成因、內容、位置等關鍵信息。但是，在進行人工操作的過程中，也很容易受到人員經驗和人員專業素養的影響。或者是限制了故障問題處理的效率，或者是導致了一些故障問題沒有被發現，以及在發現后采取了錯誤的處理方式。對此，仍是需要借助繼電保護系統來減少人員操作的負面影響，針對系統運行中所產生的數據信息進行收集，以及針對數據信息開展模糊分析。通過繼電保護的應用，一方面是能夠提高故障問題判定的及時性，準確收集有關故障的數據和信息；另一方面也能夠針對系統的故障問題進行預測，達到防患于未然的效果。

5 智能變電站繼電保護及自動化系統的常見故障問題處理方法

5.1 智能終端故障處理

針對以上問題，在智能變電站繼電保護及自動化系統的常見故障問題處理中，首先是針對智能終端故障進行處理。一般認為，作為智能變電站的重要組成部分，一旦智能終端發生了故障問題，便會對智能變電站的整體運行產生負面影響。包括變電站的跳合閘失靈等。因此，針對這一問題，首先是需要明確系統安全運行這一主要原則，避免故障給跳合閘帶來的影響。期間，技術人員可針對智能終端的出口板進行退出處理，以此來削弱由于智能終端故障因素帶來的負面影響。之后，再由工作人員針對智能終端的故障問題進行分析與處理，明確故障的成因、內容和位置等相關要素。

5.2 間隔合并單元故障

一般認為，在智能變電站繼電保護系統運行的過程中，合并單元有著至關重要的作用。其中合并單元的功能主要體現在針對系統運行中的基礎數據信息進行監控。因此，一旦合并單元出現了故障問題，便會直接給智能變電站的智能保護系統帶來嚴重的負面影響。那么基于這一問題，在合并單位發生了故障問題后，維修人員首先需要對其進行斷開處理，確保發生故障的單元能夠被斷開，以及停止運行。從具體的操作來看，首先是單線間隔保護出口壓板退出，以及故障位置保護出口壓板退出，并同時對故障位置的保護母線裝置進行退出處理。電力企業和維護人員借助于這樣一種處理方式，能夠進一步削弱單元故障帶來的負面影響，并控制單元故障的持續發展。同時，也能夠針對單元故障問題對智能變電站帶來的影響進行控制，最大限度地降低影響效果，具有十分重要的意義和價值。

6 結束語

綜上所述，在智能化技術發展以及智能化變電站發展的過程中，切實提高了我國電力工程的整體水平。但是考慮到智能化技術在電力工程中應用的時間仍比較短，還存在著很多問題，這就需要電力企業進一步做好優化工作，提高二者的融合默契度，促進我國電力事業的持續穩定發展。