智能变电站继电保护优化配置策略分析国良

智能变电站继电保护优化配置策略分析国良

国良

（国网山西省电力公司运城供电公司山西运城044000）

摘要：智能电网是电力系统发展的必然趋向，智能变电站对智能电网起到非常重要的支持作用。继电保护配置是智能变电站发展中关键，现在的智能变电站都是从常规变电站中加入了信息技术，实现了网络通讯，对继电保护的配置进行了简化。因此，对智能变电站的继电保护需要进一步的思索，探讨出一套最为优化的配置方法，对于智能变电站的继电保护具有重要的使用价值。

关键词：智能变电站；继电保护；优化配置

智能电网指的是构建在快速和非独立的信息通讯的基础上，利用技术领先的传感器和测量水平，达到电力网架安全稳定运行的目标。智能变电站对智能型网架结构的更新具有重要意义，智能变电站的快速改变也对变电站运维带来了全新的改变。随着大量智能变电站的投产运行，常规变电站的继电保护方案便不能满足智能变电站对其配置的要求，因此研究继电保护在智能变电站如何优化的进行配置有着很大的现实需要。

1智能变电站继电保护配置的优越性

（1）对智能化变电站可运用网络层次化以及智能化进行一次设备的配合模式，从而能实现对设备间的资源共享和通信交互过程。对分层配置继电保护可以对变压器和附属的有关线路在过程层中实现，能够跳过交换机而直接对MU智能操作，实现其信息资源的获取。对于间隔层主要是母线保护的配置，基本上需要对交换机辅助过程来完成对各个设备的信息参数的获取，站控层中站域保护管理能够在后台下进行运行和维护。

（2）主设备可有效保护并实现脱机运行，其系统核心设备中的供电线路以及变压器等保护中，可有效省掉交换机进行读取间隔信息，可直接和MU智能化设备进行交换信息，从中实现脫机作业。信息的交换情况就算遇到网络拥堵的情况以及其他网络连接不上等，也不能对信息的正常工作形成干扰。

智能化变电站可有效提高其运行的效率，通过智能化变电站的继电保护运用后天控制来进行对整个变电设备操作和控制命令，对于变电站的系统中线路的负荷保护及备用电源的切换、线路的重合间都可运用一种方式进行统一规范的监控和实施动态化的保护措施。变电站的系统也可以按照后备保护进行重新整合，合理分配零散分布的设备以及需要进行重复保护的设备，使得变电站的监控能够简化。

（3）智能变电站的继电报护配置可以根据实际的需要进行保护定值的调整和范围的自行选定，从而对变电站的系统避免其直流接地而导致继电保护出现误动作。一般在传统继电保护的模式下，对于保护定值都是要有设备的专门负责人进行设定某一范围，而在智能化变电站的继电保护定值下，也可进行人为的调整后，还可按照现场的运行实情并结合母线和其他线路的保护情况而进保护定值的确定和调整。

2智能变电站保护配置方案

智能变电站继电保护配置方案大体可分为常规保护配置和系统配置两种。

2.1常规保护配置方案

常规保护装置继续采用常规互感器转配方案，由间隔层统一装配，包括变压器保护及母线保护等装置的逻辑功能，原来传统的保护装置交流插件己不能使用，需要采取数据采集光纤的借口进行替换，I/O接扣插件被GOOSE光纤通信接口所替换，同时，模拟量也被CPU插件的信息接口所替换。智能终端的操作系统中有了之前的系统，而且对保护原理不需要实施很多的模拟实验。该保护配置方案的保护对象成为了单个的间接单元，可以很快捷的实现从常规的微机继电保护到智能保护的转变，但是这种方法有着复杂的网络构型、增加了设备的数目，不能够将智能变电站的特性得到有效的发挥。

在智能变电站中，变压器与合并单元实现着一一对应，主要是将变压器的差动保护、后备保护、测量装置所需要的数据进行采集，将其传输到二次设备上，每一个二次装置的数字接口都有差异。每条10kV线路及电容器间隔配置彼此不相关，智能电压切换元件实现了母线电压的智能切换功能，全部的保护测控都需要接入到GOOSE网，为了保证数据能够准确传递，需要搭建站控层的网络。由此造成站控层和GOOSE网络结构复杂，因此继电保护技术向智能变电站的过渡相对容易实现，但是智能化程度太低。

2.2系统保护配置方案

该方案需要遵守双重化原则，每个设备的继电保护都要有保护屏和测控屏来组成，而且对于变压器、线路等都需要有A、B两套保护，并且二者均可以进行独立的操作和发挥功能。这种配置方案是针对不同的设备，能够使得整个网络的构建变得简单明了，并且实现信息的互通互享，而且数据保护的性能也得到了增加，是保护配置今后的主要变革趋势。

系统保护配置方案存在的特征主要包括：

1）信息集成：主要包含了站内全部的间隔单元的数据，通过运用相邻元件间冗余广域信息实现提升继电保护功效的目标，以此来充分的保障变电站的可靠性。

2）功能集成：变电站的系统保护配置对站内任何的设备来讲，都可以实现保护、测控、四遥等，并且能够很好的处理元件间的相互关联。系统保护配置方案不仅是数据统一化和配置统一化，而且它不受限于站內的任何间隔单元，更加简化了设施构建；同时，变电站工程建造的成本大大减少，变电站值班人员和运维人员的作业量也有不同程度的降低，同时工作难度也有所减小，站内的二次系统连接方式也更加简洁，给数据的传输和共享提供了很大的便利。

3智能变电站建设效益分析

3.1工程建设效益

智能变电站在工程施工量、站内装置、元件、占地面积等都有显著的降低，充分说明智能变电站对比于常规的变电站上，节约了很大一笔的资金投入及人力、物力的投入，智能化中凸显出了经济型的特征，主要有：

（1）智能变电站继电保护配置中，间隔层采用保护、测控集合于合并单元中，常规的变电站中，保护柜和测控柜是分开设立的，智能站较常规站减少屏柜设立约一半以上，在数据的接收方面也更为的简化。

（2）智能变电站与一般变电站在继电保护的不同配置上，由于测控一体化，屏柜的数量有了很明显的减少，这样一来，主控室在工程建设上便可以使用较小的面积就能满足，节省的面积大约能够达到15-20平方米；其次，二次电缆在智能站中的使用长度也有很大的减少，主要是由于设备的集中以及保护装置的集中。

综上所述，通过智能变电站在继电保护装置上的有效合理的分配，充分的降低了主控室的占地面积，也较常规变电站节约了二次线缆，在电缆沟道，线缆的分布也变得条理有序；同时，在智能变电站站的工程建设上，也节约了大量的人力和物力，其配套的元件、材料也有了明显减少，这样便能有效的降低智能变电站建设的投入资金。

3.2运行效益

目前智能变电站普遍采用了综合自动化技术，实现遥信、遥测、遥控、遥调等功能，基本已实现变电站无人值班的技术要求，采用了智能变电站技术后，由于信息上传方式由传统电缆为载体改为通信线为载体，解决了电缆传输信号数量受限的局限性，信息量的大大增加，使得调度端或集控站运行人员通过远程监控系统能清楚地了解站内设备运行状况。常规变电站的运行管理，当某个设备或回路发生故障并远传信号后，变电站运行管理人员通过现场查找方式确定故障点，这个过程往往是故障修复时间的几倍。而通过智能变电站技术，则可最大程度的减少了查找故障的时间，大大降低变电站运行人员在这方面的工作量，提高效率。除了使运行人员信息掌控更全面、故障排除更迅速外，根据目前国内技术发展水平，采用智能变电站技术后，不仅能实现智能告警、顺巧控制、智能操作票等高级应用，而且对于状态监测及状态检修有很大的促进作业，对提高运行维护人员工作效率、降低运行维护工作量、增加运行安全、减少调度停电等各方面的管理提升创造了有利的技术支持。

4结束语

智能变电站是实现智能化电网的基本保证，而继电保护又是智能变电站中最为关键的环节，分析设计其优化配置方案尤为重要，今后还将会对其进行深入研究。

参考文献：

[1]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）：113-114

[2]郭勇.智能电网技术在继电保护中的应用研究[J].中国科技博览，2014（19）：264