智能變電站建設(shè)中繼電保護(hù)工作創(chuàng)新思路探究

李杰

摘要：隨著智能變電站日益成為國(guó)家電網(wǎng)的重點(diǎn)項(xiàng)目，繼電保護(hù)工作作為變電站建設(shè)中的重要一環(huán)，也面臨著全新的挑戰(zhàn)。通過(guò)分析我國(guó)智能變電站建設(shè)的基本情況，探討了現(xiàn)代智能變電站對(duì)繼電保護(hù)工作的新要求，在此基礎(chǔ)上提出了智能變電站建設(shè)中繼電保護(hù)工作的創(chuàng)新思路以及具體實(shí)現(xiàn)策略。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);創(chuàng)新思路

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）33-0189-02

智能變電站已經(jīng)是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，伴隨著可持續(xù)發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)的總戰(zhàn)略要求，電力工業(yè)正向環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的軌道上大步前進(jìn)，其最鮮明的特點(diǎn)即是變電站的智能化。而保障智能變電站的安全與供電質(zhì)量的關(guān)鍵在于繼電保護(hù)工作，因此，對(duì)當(dāng)前智能變電站建設(shè)中的繼電保護(hù)工作采取恰當(dāng)方法是有必要的，從而提高其在智能變電站建設(shè)中的效果和應(yīng)用價(jià)值。

一、智能變電站的建設(shè)情況

當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)公司眾多的智能變電站已經(jīng)逐步開(kāi)始投入試點(diǎn)工程，其中既包括500kV及750kV的大區(qū)變電站，也包括地區(qū)級(jí)的110kV、220kV變動(dòng)站;不僅有經(jīng)過(guò)技術(shù)改造的老站，也有新建站。其中有：金華500kV芝堰變電站智能化改造試點(diǎn)工程、新建的750kV延安智能化變電站、110kV北川智能化變電站建設(shè)工程等，這些變動(dòng)站各項(xiàng)指標(biāo)如功能設(shè)計(jì)、運(yùn)行特性都符合智能變電站的各項(xiàng)功能要求，代表著今后我國(guó)變電站的主要建設(shè)方向。

二、現(xiàn)代智能變電站對(duì)繼電保護(hù)工作提出的新要求

繼電保護(hù)工作是電力系統(tǒng)供電穩(wěn)定與安全的重要保障，作為首要陣地，其重要性可想而知，而智能變電站針對(duì)傳統(tǒng)變電站的許多方面都進(jìn)行了改變以及優(yōu)化，這將嚴(yán)重影響到變電站現(xiàn)有繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。因此，要想在智能變電站建設(shè)中科學(xué)有效的應(yīng)用繼電保護(hù)，應(yīng)先了解傳統(tǒng)繼電保護(hù)受到的智能變電站的影響。

1.智能變電站的數(shù)字化影響

隨著互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站的智能化也發(fā)展起來(lái)，其最突出的特點(diǎn)即智能變電站的信息獲取能力。傳統(tǒng)變電站中的繼電保護(hù)的重要用途主要是保護(hù)電路的供電安全與供電質(zhì)量，在智能變電站中也同樣如此，而且隨技術(shù)的進(jìn)步更為突出。變電站的信息獲取使網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展與信息快速傳遞的條件有了支撐，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享的性質(zhì)使員工在第一時(shí)間即可獲取各個(gè)變電站的儀器和設(shè)備的相關(guān)參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)，這就為變電站出現(xiàn)故障的征兆或故障時(shí)，或者是故障出現(xiàn)后緊急處理，提供了科學(xué)的理論依據(jù)與相關(guān)渠道。因此，智能變電站可謂是成立了相對(duì)比較完整的電力信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

此外，智能變電站網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)效性與便捷性特點(diǎn)也有所體現(xiàn)，鑒于智能變電站中使用的數(shù)字接口形式的跳合閘與智能斷路器等新方式，可有效控制信號(hào)的傳輸，而新型網(wǎng)絡(luò)傳輸方式也替代了傳統(tǒng)的二次電纜，因而其在故障處理效率與工作效率上有了明顯提高。智能變電站數(shù)字化特點(diǎn)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)儲(chǔ)備、信息傳輸以及測(cè)量技術(shù)方面。目前，高科技的智能化設(shè)備與儀器已廣泛應(yīng)用在智能變電站的建設(shè)中。如傳統(tǒng)的互感器已被電子式互感器替代，即插即用USB接口式的互感器可有效連接網(wǎng)絡(luò)，且可有效銜接智能斷路器和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置，極大地簡(jiǎn)化了變電站的二次回路接線冗繁情況，降低了變電站的維護(hù)工作。

2.智能變電站的功能性影響

智能變電站建設(shè)的進(jìn)程不斷加快，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的現(xiàn)狀已不可阻擋。目前，我國(guó)已經(jīng)初步建成繼電保護(hù)的專用網(wǎng)絡(luò)，這將會(huì)使智能變電站的功能更多樣，使變電站工作人員的操作更機(jī)動(dòng)及靈活。比如在智能變電站中應(yīng)用量較廣泛的可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置、統(tǒng)一潮流控制器及靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置等輸電技術(shù)，靈活且可控性強(qiáng)，這是我國(guó)直交流混合輸電的客觀情況要求。誠(chéng)然，繼電保護(hù)的信息系統(tǒng)與WANS網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目的并不完全是繼電保護(hù)，但其所提供的信息支持與后備保護(hù)性能卻對(duì)智能變電站的性能保障與供電安全至關(guān)重要。

三、智能變電站建設(shè)中繼電保護(hù)工作的創(chuàng)新思路

伴隨著先進(jìn)儀器、設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的使用，智能變電站已為繼電保護(hù)提供了更加靈活、優(yōu)越的及易控制的工作環(huán)境。因此也暴露出一些問(wèn)題，如當(dāng)前大部分的智能化變電站都基于網(wǎng)絡(luò)而建設(shè)，以往發(fā)送信號(hào)與獲取繼電保護(hù)信息的媒介也因此轉(zhuǎn)換為數(shù)字化模式。為此，繼電保護(hù)工作可以充分利用變電站內(nèi)的共享資源來(lái)優(yōu)化繼電保護(hù)配置，如電器元件的相關(guān)信息及其保護(hù)性能指標(biāo)，還有可共享的控制信號(hào)等。且網(wǎng)絡(luò)信息的數(shù)字化傳輸性質(zhì)也給信息安全性和可靠性提供了相應(yīng)保障。為此，針對(duì)在智能變電站建設(shè)中常見(jiàn)的繼電保護(hù)問(wèn)題，創(chuàng)造性地提出了相應(yīng)的處理思路及對(duì)策。

1.用智能變電站的數(shù)字化提高繼電保護(hù)性能

繼電保護(hù)的性能和互感器的傳輸性能有密切關(guān)系，從某種程度上分析，提高互感器的傳輸性能以及減少互感器故障就是提高用電保護(hù)的性能。所以在智能變電站背景下，繼電保護(hù)可以完全放手去做，不用顧慮二次回路時(shí)是否會(huì)短路，電力互感器是否會(huì)飽和，以及回路在接地時(shí)是否會(huì)因不正確、不合理的操作而帶來(lái)負(fù)面影響。

除此以外，其優(yōu)越性還表現(xiàn)在變電站傳輸電氣量信息的時(shí)效性，數(shù)據(jù)更加可靠，這同樣也可以提高繼電保護(hù)裝置的性能。比如，PMU網(wǎng)絡(luò)和WANS網(wǎng)絡(luò)可為智能變電站的系統(tǒng)提供科學(xué)可行的運(yùn)行體系系統(tǒng)和緊急控制所需的各種相關(guān)信息。尤其在已經(jīng)建成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)條件下，它改善了傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的延時(shí)性，大大提高了時(shí)間敏感度，也明顯增強(qiáng)了安全自動(dòng)裝置的性能。因此，在面對(duì)一些特殊情況時(shí)，可以有效判定系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障點(diǎn)，從而可在后期快速產(chǎn)生應(yīng)急處理對(duì)策以及防止停電等其他故障的發(fā)生。所以，繼電保護(hù)可以在此基礎(chǔ)上優(yōu)化輔助功能，也就是借助智能化變電站的數(shù)字化傳感器的特點(diǎn)，來(lái)提高自身的性能，這已經(jīng)成為目前繼電保護(hù)工作研究的中心環(huán)節(jié)。

2.使用新技術(shù)提高繼電保護(hù)功效

太陽(yáng)能、風(fēng)能和生物能等新能源都是變電站建設(shè)運(yùn)行時(shí)必然會(huì)面對(duì)的新技術(shù)，而且還包括運(yùn)用新思想，比如繼電保護(hù)領(lǐng)域里已逐漸廣泛應(yīng)用的自適應(yīng)保護(hù)思想。在接入新能源時(shí)，智能變電站在建設(shè)中需注意各種接入能源的隨機(jī)性，以智能變電站接入安全為前提，在相應(yīng)的調(diào)度后，向效率更高、使用方式更靈活的方向努力。

其中，靈活的控制性已成為智能變電站的關(guān)鍵，其不僅改善了傳統(tǒng)的故障特征，也是應(yīng)用各種新技術(shù)的突破口。而自適應(yīng)保護(hù)思想應(yīng)用在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)工作中，因其僅按照被保護(hù)線路運(yùn)行情況來(lái)進(jìn)行定值、分析及調(diào)整，功能單一且靈活性差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能變電站整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息的貫通，也不能確保所使用信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，這就失去了變電站運(yùn)行判斷的科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。因而智能變電站可有效利用其“數(shù)字化”特性，深入自適應(yīng)保護(hù)思想，通過(guò)全網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息來(lái)分析和定值。這些獲取的相關(guān)信息都是實(shí)時(shí)的且更準(zhǔn)確的，因而為繼電保護(hù)工作正確判定變電站的正常運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的支撐，良好地實(shí)現(xiàn)了在線整定技術(shù)。

3.與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的配合

智能變電站規(guī)劃中及建成后，務(wù)必要考慮傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)以及數(shù)字化變動(dòng)站內(nèi)的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)配合與協(xié)作問(wèn)題，需要考慮不同類型的保護(hù)工作之間的協(xié)調(diào)與配合，主要包括兩方面：一方面當(dāng)線路采用差動(dòng)保護(hù)時(shí)，線路的一側(cè)應(yīng)采用電磁式的電流互感器，另一側(cè)則應(yīng)采用電子式的互感器。當(dāng)區(qū)外發(fā)生故障時(shí)，電磁式的電流互感器可能發(fā)生單端飽和現(xiàn)象，因此線路兩端之間的差動(dòng)保護(hù)應(yīng)該能判斷單端飽和且防止保護(hù)誤動(dòng)。另一方面原有線路的差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步算法的基礎(chǔ)是兩側(cè)的模擬式互感器，但同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)兩側(cè)的不同互感器的數(shù)據(jù)類型是否同步的問(wèn)題，所以需要進(jìn)一步研究新保護(hù)算法。

四、總結(jié)

在智能化變電站的建設(shè)中，繼電保護(hù)工作將產(chǎn)生重大變化，而變電站內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化意味著已經(jīng)沿用了許多年的二次回路將會(huì)漸漸退出歷史舞臺(tái)。因此，在智能變電站建設(shè)中，繼電保護(hù)工作的創(chuàng)新思路是充分發(fā)揮新技術(shù)與新設(shè)備的效能，適應(yīng)新形勢(shì)的重要法寶。

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（責(zé)任編輯：孫晴）