关于智能变电站的继电保护探讨

关于智能变电站的继电保护探讨

妥平

妥平

(国网宁夏固原供电公司756000）

摘要：随着智能变电站应用范围的逐渐扩大，其继电保护问题也日益受到社会的广泛关注。智能变电站的继电保护在传统继电保护方法的基础之上，应用了网络通信技术和电子式互感器，在保护配置方法上添加了时限的要求，以快速跳闸来保护智能变电站的运行安全。

关键词：智能变电站；继电保护

一、智能变电站的继电保护简述

继电保护以电力系统运行故障和安全问题为研究对象，探讨相应的自动化应对措施，以保护电网运行的稳定和安全。在电网调度运行中，继电保护主要是通过触电继电器来维护电网的运行，对整个电力系统及其运行元件如母线、输电线路、变压器、发电机等进行保护，因而被称为继电保护。其基本任务是当电力系统发生故障时，在最短的时间内向电网管理员发出系统故障信号，或者以自动化技术将故障设备进行切除，减轻故障设备对电力系统的进一步损坏和减少对相邻电网的供电影响。

相对于传统电网而言，智能电网结合了数字、信息等先进技术，在电网建设中以环保、节能、稳定、高效的现代化电网为发展目标。智能变电站将传统的电缆替换成了光缆，将原来传输的模拟量和开关量电信号替换成了经过数字编码的光信号，对变电站的跳闸回路和采样回路进行实时监控，提高了电网运行的安全性和可靠性。

二、继电保护基本配置浅析

电力系统继电保护经过长期发展，已经进入微机继电保护发展时期。一台完整的微机型继电保护装置的构成包含硬件和软件两部分。硬件指模拟和数字电子电路，由它建立起与微机保护外部系统的电气联系和软件运行的平台;软件指计算机程序，由它按照保护原理和功能的要求对硬件进行控制，有序地完成数据采集、外部信息交换、数字运算和逻辑判断、动作指令执行等各项操作。继电保护的硬件配置如下。

2.1数字核心部件

继电保护装置的数字核心部件实质上就是一台特别设计的专用微型计算机，一般由中央处理器（CPU）、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分组成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连接成一个系统。继电保护程序在数字核心部件内运行指挥各种外围接口部件运转，完成数字信号处理，实现保护原理。

2.2模拟量输入接口部件

继电保护判断电力系统是否发生故障或处于不正常运行状态所依据的基本电量是模拟电量。一次系统的模拟电量可分为交流电量（包括交流电压和交流电流）、直流电量（包括直流电压和直流电流）以及各种非电量。微机型保护装置模拟量输入接口部件的作用是将电力传感器输入的模拟电量正确的变换成离散的数字量，提供给数字核心部件进行处理。

2.3开关量输入接口部件

开关量是指那些反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。继电保护装置常常需要确知开关量的状态才能正确的动作。开关量输入（简称开入）接口部件的作用是，为正确地反映开关量提供输入通道，并在微机型保护内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱点电子电路的安全和减少外部干扰。

2.4人机对话接口部件

人机对话接口部件的作用是，建立起微机型保护与使用者之间的信息联系，以便对装置进行人工操作、调试和得到反馈信息。继电保护的操作主要包括，整定值和控制命令的输入等;而反馈信息主要包括，被保护的一次设备是否发生故障、何种性质的故障、保护装置是否已发生动作以及保护装置本身是否运行正常等。微机型保护采用智能化人机界面，使人机信息交换功能大为丰富，操作更为方便。

2.5外部通信接口部件

外部通信接口部件的作用是提供与计算机局域通信网络以及远程通信网络的信息通道。外部通信接口可分为两大类：通信接口为实现特殊保护功能的专用通信接口;另一类通信接口为通用计算机网络接口，可与电站计算机局域网以及电力系统计算机远程通信网相连，实现更高一级的管理、控制功能，如数据共享，远方操作及远方维护等。

三、智能变电站中的继电保护基本配置

在电网系统中，智能变电站继电保护配置一般是根据智能变电站继电保护的不同配置层进行继电保护配置分析。电网系统中，智能变电站继电保护配置主要分为智能变电站过程层继电保护与变电站层继电保护。首先，在电网系统中，智能变电站过程层继电保护配置主要是根据智能变电站过程层的一次设备情况，独立对于一次设备进行主保护的配置。在根据智能变电站过程层一次设备情况进行继电保护配置时，对于智能变电站过程层一次设备主保护的配置需要分为两种。一是在进行电网系统中，智能变电站过程层一次设备本身就是智能化设备的保护配置时，变电站的一次设备保护装置安装在变电站智能设备的内部;二是如果变电站的一次设备是老设备改造的，对于这样的变电站一次设备的主保护配置应该将保护设施以及合并器、测控等功能设备在一次设备附近进行就近安装，以保证智能变电站设备运行与维护工作便利。在电网智能变电站中，过程层继电保护配置中的电网信息的采集与传输，整个智能变电站系统中都是通过以太网实现。在电网系统运行过程中，智能变电站的继电保护配置通过全站式的分布保护设置，对整个变电站的继电保护配置进行简化，并在对于继电保护简化设置基础上对变电站的运行安全以及稳定性进行保护。

四、变电站层的继电保护

对变电站层的继电保护应实行双重化配置，对后备保护实行集中式配置，后备保护系统应为变电站的元件提供开关失灵和后备设备的保护，还应对相邻范围内的对端母线及相连线路进行保护，根据后备设备的电流情况，判断电网运行的故障和问题，得出相应跳闸策略。同时，在全站的所有电压中实行等级集中配置，以实时调整技术，适应电网运行的实际情况。再者，可以根据电网运行的实际情况事先设定几套运行方案，对站内的电网系统进行分析，选择最佳运行方案，实现智能变电站的继电保护。

五、智能变电站继电保护发展方向

随着智能变电站的发展，其对继电保护的智能化、信息化要求也越来越高。继电保护必须根据电网运行的需要，实行智能化、信息化的保护措施。在继电保护过程中，应充分利用现代科学技术，以高性能的计算机实现继电保护的智能化系统。再者，继电保护的数据采样与数据发送要求继电保护网络化建设进一步发展。GOOSE网络由于对继电保护出口跳闸及其他重要信息进行传递，对继电保护有非常重要的作用。另外，光互感器的应用对信号传输和数据网络化有重要影响，这些都给未来的继电保护指明了发展方向。

结语

智能变电站是我国在电力方面的新创举，也是一种新的发展方向，必将成为一种发展趋势，更加广泛的应用在电站。在了解了传统变电站与智能变电站区别的同时，继电保护配置对变电站的正常运行也起着至关重要的作用。相关研究的深入，继电保护向智能化、安全化、全面化方面发展，可以为国家和人员作出最具有基础性和保障性的生活。

参考文献

[1]李锋，钱国明.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（02）

[2]路亚.智能变电站的继电保护配置探讨[J].中国新技术新产品.2013（18）

作者简介

妥平（1982.04.），男，宁夏固原人，宁夏固原供电公司，继电保护工，单位：国网宁夏固原供电公司，研究方向：继电保护