智能变电站继电保护的优化改进探讨

智能变电站继电保护的优化改进探讨

王玄炜

国网冀北电力有限公司阳原县供电分公司 , 河北省 张家口市 075800

摘　要：伴随着我国社会经济与科学技术的全速发展进步，人们在电力方面的需求量也在不断攀升，这也使得国家电网的负荷进一步加大。作为电网中必不可缺的一项组成部分，变电站对电力供应有着重要的影响意义，尤其是在科学技术水平不断提升的今天，变电站和电网已经基本实现智能化。文章通过概述智能变电站的定义及结构，探讨了智能变电站继电保护技术优化措施，希望能引起电力管理部门对智能电网的重视，加大智能变电站续电保护系统的研究力度，推进智能变电站的发展，为我国电力行业的稳健发展添砖加瓦。

　　关键词：智能变电站；继电保护；技术；优化措施

　　引言

　　随着变电站继电保护装置的运行环境日趋复杂，智能变电站继电保护系统运行已经成为当前电力系统建设的重要方向。基于此，研究人员应就目前智能变电站继电保护运行过程中的问题，加大系统运行维护技术的科研力度，从而降低智能变电站继电保护装置的使用成本，这是提高智能变电站系统技术应用效率及普及率的关键，相关建设人员应将其重视起来，以实现电力系统快速稳定的发展建设目标。

1智能变电站继电保护结构分析

1.1“三层两网”构架

与传统变电站继电保护不同，智能变电站主要是利用过程网络为中心，将IEC61850作为通信标准，则按照功能分析构架可以分为三层，即站控层、间隔层以及过程层，并且两层之间会构成站控层网络与过程层网络。其中，站控层主要负责传输整定值召唤、修改以及录波文件的传送等；过程层主要负责传输采样值、跳闸、开关状态量以及闭锁等信号，对定时性与可靠性具有严格的要求，关系着变电站各项功能是否能够正常运行。

1.2数据帧传输机制

传统变电站继电保护设置有负责采样以及命令信号通道，由通道固定延时以及装置处理速率构成传输延时，保护效果相对固定。而智能变电站的继电保护，主要是利用以太网数据帧的形式来完成传输采样值、获取开关状态量以及下达跳闸值指令等，整个过程以交换机以及光纤作为介质，并由过程层网络来完成通信。由此可以确定，智能变电站继电保护对工程层网络有着较高的依赖性。

1.3IEC61850标准体系

IEC61850为智能变电站继电保护网络以及通信设计必须要遵循的原则，在设计继电保护系统构架时，往往一个实体设备中会包含多个逻辑设备，并且由基本单元来实现逻辑节点的划分，如跳闸回路、保护算法以及采样值处理等节点。对于通信协议，主要就是通信服务类型以及性能要求等来映射特定通信协议，例如如SV/GOOSE通信，为保证实时性传输层与网络层协议映射为空。

2智能变电站继电保护技术

2.1线路继电保护

线路继电保护在智能变电站继电保护内具有重要作用。线路继电保护过程中，能够对智能变电站运行状态进行实时性监控，了解智能变电站实际情况，一旦智能变电站出现故障，线路继电保护可以采取相对应解决措施，对智能变电站故障进行防治。在条件允许情况下，还可以在智能变电站线路上安装测控装置，测控装置主要作用就是对智能变电站运行状态进行检测，测控装置会将所测控到的结果传输到网络体系内，继电保护就可以按照测控装置所检测到的结果，对智能变电站下达针对性继电保护指令。

2.2变压器继电保护

变压器继电保护在智能变电站内，承担着过程保护职责。在变压器继电保护装置内，在后备部分安装中可以采取集中安装模式，进而充分发挥出变压器继电保护在智能变电站内保护作用。变压器继电保护在运行时，核心模块为非电量保护，非电量保护模式需要与电缆相互连接，同时与继电保护装置相连接。变压器在运行过程中一旦遭受到不良因素影响，非电量保护模块就会进入到跳闸状态下，传输跳闸指令，能够有效缓解智能变电站在不良因素干扰下所需要承受的压力，保证变压器能够安全稳定运行。

2.3母联继电保护

母联继电保护与线路继电保护较为相似，但是母线继电保护由于母线分段性能原因，母联继电保护性质更加简单，在智能变电站继电保护内具有重要作用。

3智能变电站继电保护优化要点

3.1安全性优化

智能变电站继电保护装置均以IEC61850标准体系为依据，但是因为统一发布，可以说是处于完全透明的网络环境中，这样保护系统在运行过程中，将要面临更多网络攻击，以及信息安全威胁，必须要做好对系统安全性的分析。IEC61850标准体系中对于安全性方面并没有专门规定，因此需要总结以往管理经验，针对安全防护方面来采取措施进行优化。

3.2可靠性优化

智能化变电站继电保护已经实现了全数字化建设，保护结构中含有众多电力电子设备，对提高变电站运行稳定性与安全性具有重要意义，满足社会生产生活对供电网运行的要求。但是在选择电力电子设备时，需要就实际情况来做好相应的设计，提高设计方案的合理性与应用效果，最大程度上来降低外界因素对其造成的影响，以免出现信息不同步或者电磁兼容等方面的问题。降低保护系统运行的稳定性。针对保护结构中电子设备易受影响的特点，采取措施来提高系统运行可靠性，如选择应用性能稳定的光缆，并通过冗余技术来完成系统的自检，对于不合理的部分可以及时发出警告，并产生保护动作。

3.3实时性优化

实时性是智能变电站继电保护的重要特点，在保护结构设计时，经常会受到合并器链路传播时延、交换机交换时延等因素限制，对变电站数字化互感器传输效果造成影响，使得传输误差超出允许范围。就运行实际情况来看，合并器排队与交换机转发是造成数字式互感器采样值传输抖动的主要原因。合并器在完成采集器传输的数据信息后，一般会存在一个排队处理的过程，并且在接受采集器通信的阶段也会产生额外等待时间。另外，对于系统中所安装交换机性能不同，在实际运行中也会出现一定程度的延时问题，当信息转发时必须要将一帧数据全部发送成功后，再进行下一次的转发对保护系统的实时性存在一定影响，需要采取措施进行优化。

3.4同步性优化

在智能变电站继电保护正常运营中，会出现各种各样的问题，其中数据同步问题是比较常见的问题之一。同步性问题即合并单元进行数据采样信号的输出时会附带相应的时间信息，该同步传输可以有效缩减电气量相位与幅值间误差，因此数据的同步性具有重要的意义。所以需要对继电保护设备进行优化，保证数据的同步性，使其能够在相同时间点内获得相应的数据信息，避免因为同步信号丢失而引起的的数据误差。对数据放入进行同步优化设计时，需要将过流及过压保护问题考虑到，虽然所使用的保护原理简单，但保护动作行为对输入信号幅值正确性提出一定要求，相比之下对与同步信号要求较小，如此即便保护动作发生时丢失了同步信号，对保护动作产生的影响也不会很大。

4结束语

总而言之，智能化已然成为变电站发展的主流方向，因此变电站对于继电保护装置的要求也越来越高，文章以智能变电站的特点为出发点，总结了智能变电站的结构组成，并简要分析了继电保护技术的优化措施，以期为变电站的发展与进步做出贡献。

参考文献：

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