智能变电站继电保护配置分析

智能变电站继电保护配置分析

王要

中国能源建设集团安徽电力建设第二工程公司安徽省230088

摘要：近年来，我国智能电网建设的速度不断加快，智能变电站继电保护配置作为智能电网的重要防线，是智能电网得以安全运行的重要保障。在当前智能变电站建设过程中，继电保护作用不容忽视，需要加快升级变电站继电保护配置，加快其智能化的发展，从而实现智能电网的全面保护。文中从智能变电站的继电保护配置入手，结合智能变电站的特点，对智能变电站继电保护配置的内容及方案进行了分析与探讨。

关键词：智能变电站；继电保护；配置；分析

引言：

智能变电站作为电力事业发展的重要标志，其将我国电力事业带入了一个新的时代。智能变电站的继电保护是对其自主识别故障并及时做出正确处理的自动化过程，是保障电网正常运行的重要方式。近年来，社会对智能变电站继电保护配置的关注度逐渐增高，这为智能变电站综合实力提出了更高的要求，提升智能变电站的继电保护配置水平刻不容缓。

1智能变电站的继电保护配置的内容

智能变电站有效的将一次自动设备和二次网络化设备结合在一起，在相关通信规范要求下，实现了信息的共享性和交互性。在智能变电站中继电保护和数据库管理功能发挥着越来越重要的作用，当前智能变电站继电保护机构通常会分为三个层次，即过程层、间隔层和站控层。

1.1过程层

在过程层中以交换机作为核心的设备，通过快速跳闸装置来对继电进行保护。过程层中还包括合并单元、接口设备和智能终端。在具体运行过程中，过程层会对电气量进行监控，利用网络方式来实现信息的传递，而且还能够检测运行状态下的隔离开关、断路器和变压器等设备的参数，对执行和驱动进行有效的损伤控制。

1.2间隔层

间隔层作为过程层和站控层的过渡层，其有着承上启下的作用，具有对设备进行保护和控制的重要作用，能够控制间隔层数据的采集及命令发生的优先级别，能够对同一期或是其他的控制进行有效的保护，实现了通信功能的承上启下。

1.3站控层

站控层主要以主机、运动装置及规约转换器等几部分构成，具有非常重要的作用。站控层能够汇总全站的数据信息，而且还能够实现数据库的实时更新，将所收集到的信息向监控中心进行传递，可以将信息向间隔层和过程层进行传递。而且站控层由于运行方式具有多样性，这就需要提前制定好方案，这样一旦系统发生故障，则能够及时对其进行切换，确保其处于整定的方案定值区中。

2智能变电站的特点

智能变电站是由站控层、间隔层和过程层组成的。它是开放式分层分布式系统，运用IEC61850通信标准。其站内信息具有唯一和共享的特点，可以保证故障信息、远动信息不重复采集。

站控层是由主机、远动通信装置和各种二次功能站构成的。它提供站内运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全所监控、管理中心，并与远方监控调度中心通信。

间隔层是由若干二次子系统组成的。在站控层和站控层网络失效的情况下，它仍能独立完成间隔层设备的监控和保护功能。

过程层是由电子式互感器、合并单元、智能单元等构成的。它能完成二次系统与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。

智能变电站与常规变电站的区别主要有以下三点：出现了一些新设备，比如电子式互感器、合并单元、智能终端等；应用了大量的网络交换机；二次接线设计采用了大量的光缆。

3智能变电站继电保护配置方案分析

3.1主变压器保护配置

对于智能变电站主变压器继电的保护配置，可以根据实际电压来对保护配置方案进行配置，做到不同电压不同保护配置方案。110kV及以下电压变电站的主变压器可以采取直接跳闸的组网方式，通过将二次硬接线与开关之间的有效连接，合并单元就可以进行一次配置接入。220kV及以上的变电站变压器保护则需要选择双重化配置方案，通过对变压器每侧合并单元MU的双重化配置连接，来实现对变压器的主后备保护和后后备保护功能。

3.2线路保护配置

对于智能变电站线路的继电保护配置，也可以根据实际电压来对保护配置方案进行配置，做到不同电压不同保护配置方案。110kV及以下的电压级别线路保护配置，可以采用保护和测控一体化的单套配置方案，要保证主后备保护和后后备保护功能的线路保护装置的配置完整性。220kV及以上的纵联线路保护配置不可使用传统两套重合闸相互启动的方案，而是采取“一对一”气筒或者断路控制器不对应位置启动的方式。以保证能够通过电压保护来实现对远眺保护装置中的过电压功能，过电压保护启动的远跳动作，能够被断路器的开闭状态进行控制。

3.3母线保护配置

对于智能变电站的母线继电保护可以采取直接跳闸方式进行配置。智能单元通过自身的采样工作，通过母线保护设备发送采样信息，从而将智能开关的使用状态传递给智能控制系统。当母线发生故障时，母线保护配置能够将跳闸质量第一时间传递给故障间隔开关，实现对线路的切断以达到保护母线的目的。智能单元接到信号后，对将状态信息报送母线保护，并对开关的目前状态进行确认，母线保护在接收到智能开关发出的状态信息后，确认跳闸指令是否成功。

3.4低频低压减载保护配置

在智能变电站当中，为了保证变电设备的安全和平稳运行，变电站通常以配置低频低压减载的保护装置来实现继电保护工作任务。在实际工作中，智能变电站低频低压减载装置可以按照网络采样和网络跳闸方式的有效结合来进行配置，这样的配置方式不仅更有效，而且还更符合智能变电站绿色、环保的理念。

3.5备用电源自投装置配置

备用电源进线自投装置的配置方案可以采用网采网跳的配置方式，通过对智能变电站信息智能采集与共享技术的有效利用，实现对备用电源的有效保护，并让其能够在稳定的运行环境中自主的投入工作，实现智能化。

4继电保护配置发展趋势

4.1以广域信息为基础的电网保护

当前我国在电网继电保护的研究上还处于较低的水平。近年来，以广域电网信息为基础的电网保护成为继电保护配置研究的热点问题。广域保护系统主要由实时动态监测系统、电力系统调度中心及实时控制系统等内容。不仅可以有效的监测和分析广大地区的电力运行情况，而且能够自动实现广域控制，在电网出现故障时，广域保护能够及时进行反应。广域保护系统具有广域安全自动控制功能，能够进行紧急安全控制，确保了各项参数的稳定性，特别是在当系统处于异步振荡状态下时，广域安全自动控制功能能够有效的对系统崩溃起到防范作用。

4.2主动化瞬态保护

瞬态保护主要是利用瞬时频率特征和暂态行波来对传输线路进行保护，而且在瞬态保护下，不会受到来自于电源频率的影响，具有较高的反应速度、较高的精度、系统摇摆及过度电阻等特点，而且数量瞬态保护还兼具了滤波器的优点，可以说主动化瞬态保护已成为未来继电器发展的主要趋势。

结语：

综上所述，智能变电站已经逐渐成为了未来变电站发展的趋势。继电保护设备对研究智能变电站的继电保护配置有非常重要的意义。因此，为了进一步发展智能变电站，不仅要探讨变电站的网络配置问题，还要探讨各设备的配置方案，并且考虑各设备之间的联系，进而保证设备的高质量运行。

参考文献：

[1]李锋，谢俊，兰金波等.智能变电站继电保护配置的展望和探讨[J].电力自动化设备，2012，32（2）：122-126.

[2]王勤.智能变电站继电保护配置的分析和探讨[J].价值工程，2014，（8）：83-84.

[3]延涛.智能变电站继电保护配置探究[J].广东科技，2014，（16）：78-78，67.