浅谈智能变电站继电保护技术的优化

浅谈智能变电站继电保护技术的优化

徐伟

国网江苏省电力有限公司检修分公司 江苏南通 226006

摘要：近些年来，为了更好的满足广大社会群众对供用电质量不断提高的要求，我国在智慧电网建设方面投入了更多的精力和资源。而在智能变电站运行的过程中，变电站继电保护系统的可靠性直接影响着其安全稳定，因此针对智能变电站继电保护系统的可靠性分析和整个智能电网的安全运行存在着十分紧密的关系，我国必须不断加强电力事业的研究探索。

关键词：智能变电站；继电保护技术；优化

引言

建设是智能电网电气工程中的重要组成部分，在人们生活水平的提升、社会经济建设的发展过程中，建设占据重要地位。为了有效保障人们的生活效率，保障社会经济发展下的智能化变电站服务需求，必须加强继电保护系统的可靠性、安全性来保障的技术质量，推动建设的健康发展。相对于传统的继电保护系统而言，继电保护系统与其存在本质上的差异，在整体结构上存在明显不同。所采用的继电保护系统中，其评价模型以及工作方式具有特殊性，可实现快速高效的处理相关信息。结合调研发现，将以继电保护系统的信息流和结构为基础，结合具体情况，有效分析系统运行的可靠性。

1智能继电保护技术特点

（1）传统、智能继电保护的差异。传统继电保护装置的硬件是数据处理单元、开光量输入/输出回路、模拟量输入接口、通信接口等单元模块；而智能继电保护系统主要有：微处理器以数字电路作为基础，并且核心单元四周都有不同的接口，这些接口可以传输数据，也可以实现功能拓展。从大体层面上分析，智能保护装置采用电子互感器收集信息数据，这也是与传统继电保护装置最大的区别。从结构层面上分析，可以将整个继电保护装置组成单元划分为：开入、中央处理、光接收、出口、通信接口等单元。

（2）智能继电保护装置接口实现。在智能变电站当中，采用电力互感器收集信息，并通过中央处理器展开信息处理。所收集到的信息，可以采用互感器内部光纤采用数字信号传输方法传输到低压端中，再经过合并单元转化之后，输出正确格式的数据。相比传统继电保护的模拟输出，智能继电保护可以通过合并单元进行光纤传输，减少数据转换、传输影响，优化A/D变换插件、低通滤波插件，大大提高了运行效率。

2智能继电保护系统的核心配置

2.1数字核心部件

智能继电保护系统专用的微型计算机就是其硬件构成配置中的数字核心部件。通常由CPU（处理器）、内存条、控制电路以及定时器等部件构成，通过应用微型计算机总线（包括数据、地址、控制三种类型）来有效连接成完整的系统体系。基于在数字核心部件内继电保护软件构成的程序的应用引导下，计算机中所连接的各项外围接口的部件就会实现正常运转，有效开展数字信号的处理工作，全面展现出智能继电保护的基本原理。

2.2模拟量输入接口部件

继电保护系统是按照电力系统运行过程中的基本电量（也就是模拟电路）来对检验电力系统是否存在安全隐患、运行故障或是不正常的运行状态进行判断，而智能继电保护系统中所用的模拟量输入接口保护装置所起到的作用是，将电力传感器装置所传送给系统的模拟电量进行正确转换，安全、科学、高效的转换为离散的数字变量，然后再通过传输给数字核心部件进行具体处理工作。

2.3开关量输入接口部件

继电保护装置中的开关量输入接口部件，是用来反映装置处于“是”或“非”状态的有效逻辑变量，例如，对断路器的“合闸”或“分闸”进行状态判断、对是否具有控制信号进行判断等。继电保护装置的运行过程中，一般必须在明确开关量的实际状态后，才可以进行正确指令动作。开关量输入接口部件的应用价值在于，可以科学、合理、可靠地反映开关量的实际状态，并为其创造输入平台，同时可以在型保护的内部与外部之间构建安全的电气隔离保障，实现对继电保护系统内部弱点电子电路性能质量、使用安全的有效保障，同时也一定程度上避免其受到外部干扰。

2.4人机对话接口部件

在继电保护配置中的人机对话接口部件应用价值在于，可实现有效均衡型继电保护系统与用户之间的稳定、健康、和谐的信息联系关系建立，进而为后期继电保护装置的人工操作、检验调试以及反馈信息的获取提供便利。人机对话接口部件中继电保护的实际运作内容包含整定值以及控制命令的输入等；人机对话中所获取的反馈信息主要包含，智能继电保护系统所维护的某台设备是否有产生安全故障、该故障属于哪种性质、继电保护装置所产生的动作反应以及继电保护装置是否进行正常的保护运行工作等。人机对话部件保护装置是通过智能化的人机界面来进行操作的，其中包含丰富、全面的人机信息交换功能，操作便捷。

2.5外部通信接口部件

该部件对继电保护的应用价值是有效保障变电站的通信网络安全及信息通道的使用安全。该部件配置主要包含两种类型：第一种类型是通过通信接口的有效应用来建立起具有特殊保护性能的专用通信接口；第二种类型是指，通过利用通用的计算机网络的接口来进行通信，可协助智能变电站来实现其与计算机局域网以及电力系统计算机远程通信网的有效连接，进而形成更加优质、高水平的管理、控制功能，例如，实现数据共享，远方管控及远程检修、维护等工作。

3智能变电站继电保护技术的优化

3.1变压器保护

对于变压器继电保护来说，其工作重点就是避免短路短路造成的不平衡问题，以及故障电流和励磁涌流。在励磁涌流方面上，由于非周期分量比重相对较大，并且电磁式电流互感器对非周期分量转换不够明确，从而出现误判等问题，结合这一差异性可以重新判断、区分励磁电流和故障电流，这样就不会影响变压器差动保护。同时，电子继电保护可以保证四周暂态电流保持一致，从而提高匝间的敏捷度，提高了变压器差动保护工作效率。

3.2输电线路保护

由于互感器饱和问题会导致纵差保护判定失误。在智能变电站当中，所使用的电子互感器不会产生饱和问题，这样可以增强元器件、阻抗元件、起动元件的保护性能，可以保护变电站正常运行。在过流保护层面上，传统继电保护中的互感器会由于二次电流产生变化，所以容易造成判定误差等问题，再加上传统继电器内部结构较为简单，受到饱和度的影响，从而产生保护失误等问题。但是在智能继电保护系统中，电子互感器具有无饱和度的优势，所以在根源上就排除了误判可能性，在很大程度上可以提高继电保护性能。

3.3过流电限定保护

过流电一般情况下指的是电流过载，这种情况是导致变电站出现外部电路短路问题的主要诱因之一。在电流过载的情况下，电流的负荷压力会产生大幅度的增高，若是不及时进行控制处理，有很大的可能会导致变电站外部故障的出现，同时也会危及到变电站继电保护系统的稳定运行。在智能变电站运行的过程中，继电保护系统对负荷电力过载问题十分敏感，一经出现，就会即时发出报警，之后系统智能终端就会迅速对具体情况信息进行采集、整理和分析，制定并执行相应的保护命令，将其对电力系统运行的负面影响控制在最小的范围内。

结语

基于现代人们生产、生活质量的持续提升，当下社会各界的电能需求量也在持续增加，因此，国内电力行业必须持续创新和改善智能变电站的继电保护系统，通过计算机技术、网络技术的有效应用，构建出高效、可靠的智能变电站，进而充分满足当前人们的电能使用需求。

参考文献

［1］张延旭．智能变电站继电保护系统的信息流建模与可靠性提升策略［D］．华南理工大学，2016．

［2］文继锋，盛海华，周强，姜健宁，熊蕙，潘武略．智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用［J］．江苏电机工程，2015，34(01):21-24+29．