智能變電站繼電保護(hù)的配置及展望

孫瑞+王悅

（國網(wǎng)吳忠供電公司 寧夏回族自治區(qū)吳忠 51100）

摘 要：國家電網(wǎng)提出建設(shè)信息化、自動化、互動化的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，智能變電站是其中基礎(chǔ)而又核心的部分，智能變電站的良好發(fā)展與國家電網(wǎng)的整體建設(shè)目標(biāo)緊密相連。繼電保護(hù)裝置是智能變電站的重要組成部分，對電網(wǎng)的安全運行具有重要意義。本文對智能變電站繼電保護(hù)配置的現(xiàn)狀進(jìn)行簡單概述，然后分析了智能變電站中繼電保護(hù)配置應(yīng)當(dāng)遵循的原則，提出合適的配置方案，最后探討了智能變電站中繼電保護(hù)配置的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能變電站，繼電保護(hù)配置，展望

智能變電站中配置繼電保護(hù)裝置，是為了在電力系統(tǒng)的電氣元件發(fā)生故障時，可以及時地發(fā)出警告信號或者直接讓斷路器切斷運行，從而終止事故發(fā)生。繼電保護(hù)的配置降低了檢修人員的勞動強(qiáng)度，提高了電網(wǎng)的安全性和可靠性，促進(jìn)了電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展。

1、智能變電站繼電保護(hù)配置的現(xiàn)狀

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站采用更加先進(jìn)、可靠、精密、環(huán)保的設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)通信平臺的數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化的信息，自動完成數(shù)據(jù)采集、測量交流、控制、保護(hù)和檢測的基本功能，在滿足基本功能的同時，實現(xiàn)實時的自動控制、智能調(diào)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)分析和決策等變電站工作支持。智能變電站正在高速發(fā)展，隨著低壓負(fù)載增加，智能變電站能夠滿足日益增加的工作量，在滿足電力的量的同時，能夠降低負(fù)荷，提高工作效率，確保節(jié)能減排。智能變電站現(xiàn)在還不是很多，還在高速發(fā)展的階段，但相比傳統(tǒng)的變電站，設(shè)備智能化提高，擁有了智能報警、智能避免錯誤等功能，減少了維修故障的時間，也延長了主要設(shè)備的生命周期，占地面積減少，技術(shù)優(yōu)勢非常明顯。隨著智能技術(shù)的發(fā)展、智能設(shè)備生產(chǎn)效率的提高以及智能設(shè)備的集中采購帶來的規(guī)模效應(yīng)，智能變電站的建設(shè)成本會不斷減少，因此具有經(jīng)濟(jì)性和推廣性，有很好的發(fā)展前景。

智能變電站分為三個層面：過程層、間隔層和站控層。過程層，即設(shè)備層，包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端，主要功能是變電站電能分配、變換、傳輸及測量、控制、保護(hù)、計量、狀態(tài)監(jiān)測等。間隔層，包含繼電保護(hù)裝置、測控裝置等二次設(shè)備，主要功能是與各種遠(yuǎn)方設(shè)備完成輸入、輸出工作以及與遠(yuǎn)方智能傳感器和控制器進(jìn)行通信。站控層，包含自動化系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等子系統(tǒng)，主要功能是實現(xiàn)面向全站或一個以上一次設(shè)備的測量和控制、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等。

2、智能變電站中繼電保護(hù)配置的原則和方案

2.1繼電保護(hù)的配置原則

（1）加強(qiáng)可靠性。智能變電站繼電保護(hù)的配置，應(yīng)以加強(qiáng)保護(hù)裝置的可靠性作為基礎(chǔ)，并充分滿足選擇性、可靠性、速動性以及靈敏性等方面的要求。變電站繼電保護(hù)方案的設(shè)計與實施的不僅是繼電保護(hù)裝置，而是繼電保護(hù)系統(tǒng)，要求二次回路、一次設(shè)備以及保護(hù)裝置進(jìn)行配合協(xié)調(diào)。

（2）獨立分散，就地安裝。繼電保護(hù)裝置的安裝的配置具有比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，對運行環(huán)境有較高的要求。安裝110Kv 及以上電壓等級的電網(wǎng)時，應(yīng)該相互獨立，從而避免各電網(wǎng)之間的干擾，另一方面，機(jī)電保護(hù)裝置內(nèi)部的各個數(shù)據(jù)接口控制器應(yīng)當(dāng)完全獨立。

（3）配置獨立的三相ECVT。為了提高繼電保護(hù)的可靠性，在 110Kv 及以上電壓等級的接線型式中，各間隔之間應(yīng)當(dāng)適宜配置獨立的三相 ECVT，減少各網(wǎng)絡(luò)之間的相互影響，同時還能實現(xiàn)有效的簡化二次回路。

（4）采用合適的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。繼電保護(hù)裝置提示的有效數(shù)據(jù)信息，應(yīng)當(dāng)采用 GOOSE網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式；斷路器接點位置，應(yīng)當(dāng)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸方式；本間隔內(nèi)應(yīng)當(dāng)采用 GOOSE 點對點傳輸方式；間隔間適宜采用 GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。

2.2繼電保護(hù)的配置方案

在智能變電站繼電保護(hù)裝置配置原則的指導(dǎo)下，可以總結(jié)出以下幾點：第一點，共同進(jìn)行變電層與過程層的搭建非常重要，可以更好地為變電站主體設(shè)備服務(wù)，變電站的過程層以及一次設(shè)備在配置方面可以較好地提供獨立性保護(hù)。第二點，應(yīng)用非智能技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)就近設(shè)置保護(hù)設(shè)備或者是測控設(shè)備對一次保護(hù)設(shè)備設(shè)施，從而能夠有效地減少電力運行以及維護(hù)中的工作量。第三點，在前兩點基礎(chǔ)上，運用內(nèi)部裝置實施測控，對保護(hù)繼電設(shè)備也會帶來良好的影響。

在這個方案指導(dǎo)下，電力數(shù)據(jù)采集以及通信鏈路出現(xiàn)跳閘的情況可以大量減少，使保護(hù)功能發(fā)揮最大的效用，減少繼電配置中消耗的數(shù)據(jù)份額。

3、智能變電站繼電保護(hù)配置的展望

當(dāng)前，隨著我國建設(shè)“具有信息化、自動化、互動化特征的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”發(fā)展目標(biāo)的逐步實現(xiàn)，智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)也將逐漸向著向著自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化方向邁進(jìn)。

3.1 數(shù)據(jù)信息采集的自動化

大數(shù)據(jù)時代，數(shù)字信息自動化采集也應(yīng)該逐步應(yīng)用到智能變電站中，為繼電保護(hù)裝置的自動化采集提供了基礎(chǔ)與可能。變電站過程層開始替代完成間隔層的功能，提高了繼電保護(hù)系統(tǒng)的集成化程度，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得更加簡單，從而加強(qiáng)了對電磁的抗干擾能力。另一方面，智能變電站的監(jiān)測功能正在日趨完善，提高了對繼電保護(hù)系統(tǒng)實時監(jiān)控的效率，從而有效減輕了主控單元的負(fù)擔(dān)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)化

智能變電站通信標(biāo)準(zhǔn)體系的提出，使智能電力系統(tǒng)產(chǎn)品日益統(tǒng)一，并向著互聯(lián)開放的方向發(fā)展。繼電保護(hù)配置中網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用，防止了各網(wǎng)絡(luò)之間的干擾，保證了信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼鎸嵱行?；信息的?biāo)準(zhǔn)化，使繼電保護(hù)系統(tǒng)充分保證可靠性、速動性和靈敏性方面的配置要求。

3.3 保護(hù)系統(tǒng)的全數(shù)字化發(fā)展

高速以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展、非常規(guī)互感器技術(shù)的實用化等，為全數(shù)字化保護(hù)奠定了基礎(chǔ)。在智能變電站繼電保護(hù)配置中，數(shù)字化控制回路和數(shù)字化傳感器逐步取代了傳統(tǒng)的一次性回路，并通過一次設(shè)備、保護(hù)裝置、二次回路以及通道之間的相互協(xié)調(diào)與配合，以有效發(fā)揮出了變電站繼電保護(hù)的整體性能，實現(xiàn)了統(tǒng)一的運行管理。

4、結(jié)語

智能變電站中繼電保護(hù)系統(tǒng)的配置至關(guān)重要，智能變電站還處在發(fā)展階段，繼電保護(hù)系統(tǒng)為智能電網(wǎng)建設(shè)的可靠性、安全性、高效性奠定了基礎(chǔ)，在傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)緊跟技術(shù)發(fā)展，革新系統(tǒng)功能與配置方案，是目前迫切需要完成的工作。

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作者簡介：

孫瑞（1989-），男，寧夏銀川人，民族：漢。學(xué)歷：碩士研究生。研究方向：變電檢修與繼電保護(hù)，

王悅（1992-），女，寧夏銀川人，民族：漢。學(xué)歷：大學(xué)本科。研究方向：繼電保護(hù)，endprint