智能變電站繼電保護配置的應用和發(fā)展趨勢

【摘 要】電力系統(tǒng)中的電力元件如果是在沒有繼電保護時是不能夠運作的。一般把確保電力元件安全的裝備稱為繼電保護裝置。智能變電站中的繼電保護配置是其中的一個不可缺少的部分，對于電網(wǎng)的安全運行有著重要的影響。在本文中主要論述了繼電保護配置的應用情況，并且對其基本內容和發(fā)展的趨勢作了簡要分析。

【關鍵詞】智能變電站；繼電保護裝置；發(fā)展趨勢

智能變電站繼電保護配置在電氣元件出現(xiàn)故障時能夠發(fā)生警告和短路器跳閘指令，是避免故障發(fā)展的自動化設備。繼電保護配置也是對電網(wǎng)中保護元件自動化硬件設備。隨著變電站的不斷發(fā)展，智能電站是目前電網(wǎng)系統(tǒng)建設的主要內容，同時也是電站向著智能化和自動化發(fā)展的一個重要的階段。而其智能化以及自動化實現(xiàn)對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定以及安全有著積極的意義。最近幾年中，社會經濟迅速發(fā)展，科學技術不斷提高，智能變電站尤其是機電保護配置的地位也越來越凸顯。因而，做好智能變電站繼電保護裝置的研究具有深刻的現(xiàn)實意義。

一、智能變電站繼電保護配置的現(xiàn)狀

當前，先進的智能變電站使用的都是可靠和先進的設備，是以實現(xiàn)全站信息數(shù)字化，采用自動化程序來采集信息、控制信息以及對電網(wǎng)進行檢測和保護的電站。而且，智能變電站還具備了電網(wǎng)控制和調節(jié)的功能，能夠在線決策以及互動。智能化就是實現(xiàn)了人性化，讓變電站同人一樣能夠調節(jié)電網(wǎng)。如果電網(wǎng)中的電壓負荷開始增加，其就會送出需求電量，相反，如果負荷下降時就會減少電量輸送，這樣就能夠確保能源得到節(jié)約，實現(xiàn)電能能源的節(jié)省。

當前，我國的智能變電站盡管不是很多，而且還處于推廣的階段，但是同常規(guī)的變電站相比，智能變電站的設備實現(xiàn)了可視化，通過告警和防誤等功能能夠避免檢修過程中和故障出現(xiàn)時需要停電的問題，而其主要的設備的壽命也得到了延長。此外，智能變電站的占地面積同常規(guī)的變電站占地相比要少，其優(yōu)勢十分明顯。智能技術和設備的發(fā)展為減少智能站投資提供了條件。在不久的未來。智能變電站的建設會越來越廣泛，其經濟性和前景都是良好的。

智能變電站有設備層、間隔層、站控層三層。其中設備層也叫過程層，主要是提供設備構成、單元合并和電能分配等功能的。間隔層則是實現(xiàn)長距離信息輸出和輸入以及控制通信功能的。站控層中主要有自動化系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等，是實現(xiàn)向全站或設備進行測量和控制，完成數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、電量采集以及信息保護等功能。

二、繼電保護配置

（一）過程層保護

在繼電保護配置中的過程層繼電保護主要是對快速跳閘的事件進行保護的。諸如，變壓器差動、母線差動保護等等。在實踐中，過程層保護的定值是固定的，而且不會受電網(wǎng)系統(tǒng)模式變化的影響。

線路保護：過程層的線路保護裝置通常是以縱聯(lián)差動或者縱聯(lián)距離為主保護的，其后備保護主要是處于集中式的保護設備當中的。對單端電路來說，線路保護設備是通過光纖通信口對側線路保護設備通信的基礎上，來實現(xiàn)縱聯(lián)保護的。變壓器保護：對于變壓器保護中的過程層來說，采用的是分布式的配置方法，以實現(xiàn)差動保護，其后備保護也采用的是集中的方式。智能變電站中的變壓器以及母線保護都是可以作為多端線路來采取保護措施的。

（二）變電站層保護

變電站層中的繼電保護配置使用的是集中后備保護模式。實踐中，智能變電站中的這種保護模式使用的是自適應和實時管理的技術，能夠實現(xiàn)廣域保護的功能。這種保護模式為變電站中的各個元件提供了保護的作用，而且還為相鄰的元件也提供了后備保護。獨立后備保護主要是采集變電站元件和電流信息以及短路設備等，而且還能夠接收相鄰的變電站中的故障信息，并且進行分析，做出判斷。在結合整定計算方法的基礎上，從不同的運行模式當中確定整定方案，站中的保護設備要根據(jù)實時參數(shù)確定系統(tǒng)的運行情況。選擇好運行方式以后，繼電保護就會切換到定值范圍內，達到保護目的。

三、繼電保護配置發(fā)展趨勢

（一）以廣域信息為基礎的電網(wǎng)保護

當前，國內對于電網(wǎng)繼電保護的理解還停留在斷層線上。以廣域電網(wǎng)信息為基礎的電網(wǎng)保護是目前研究的一個新的熱點。廣域保護系統(tǒng)主要是由以下部分組成：實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)廣大地區(qū)電力的監(jiān)測和分析。安裝在電力系統(tǒng)的調度中心；為實現(xiàn)自動廣域控制，可在控制中心網(wǎng)絡以及自動電力系統(tǒng)中安裝實時控制系統(tǒng)。當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，廣域保護在第一時間內就能夠進行保護。廣域保護系統(tǒng)包含了異常電壓控制、發(fā)電機閥控制、切割機、頻率等等，實現(xiàn)了廣域安全自動控制的功能。而且還能夠實現(xiàn)緊急安全控制，避免給參數(shù)的穩(wěn)定帶來損傷。當系統(tǒng)處于異步振蕩當中是就會形成大量的穩(wěn)定的子系統(tǒng)，干擾其以使得其失去穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)崩潰。

（二）主動化瞬態(tài)保護

瞬態(tài)保護是在檢測基礎上形成的高瞬態(tài)傳輸線路保護。其主要是利用瞬時頻率特征和暫態(tài)行波進行保護的。數(shù)量的瞬態(tài)保護可以不受電源頻率的影響，其有著高反應速度、高精度的特點。而且還具有系統(tǒng)搖擺、過度電阻等優(yōu)點。新的數(shù)量的瞬態(tài)保護設置同樣也具備了濾波器的優(yōu)點。這是繼電保護配置未來的一個主要發(fā)展趨勢。

四、結論

電力系統(tǒng)中的電力元件如果是在沒有繼電保護時是不能夠運作的。一般把確保電力元件安全的裝備稱為繼電保護裝置。智能變電站中的繼電保護配置是其中的一個不可缺少的部分，對于電網(wǎng)的安全運行有著重要的影響，因此研究繼電保護配置發(fā)展具有現(xiàn)實意義。

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作者簡介：趙靜 （1984-） ，女，天津人，工作單位：天津送變電工程公司，助理工程師.