智能變電站繼電保護的優(yōu)化配置

劉政

摘 要：時代在進步，社會在發(fā)展，我國社會經(jīng)濟也在不斷飛速發(fā)展，電力事業(yè)作為國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)事業(yè)，無疑是全社會關(guān)注的焦點。在電力事業(yè)當中，變電站作為連接用戶和發(fā)電橋梁，是電網(wǎng)安全運行的基礎(chǔ)保障環(huán)境。智能變電站作為電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的指令執(zhí)行單元以及采集源，全面貫穿了智能電網(wǎng)建設(shè)各個方面。而繼電保護則是智能變電站當中極為重要環(huán)節(jié)，對于智能電網(wǎng)和智能變電站的建設(shè)有著巨大影響力。本文將針對智能變電站繼電保護的優(yōu)化配置展開初步探討。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護;優(yōu)化配置

電力事業(yè)一直是我國的國民經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)，而變電站是將用戶與發(fā)電連接起來的橋梁，其直接影響到電網(wǎng)的運行安全。目前，我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，在這個發(fā)展過程當中智能電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)十分完善。智能電網(wǎng)系統(tǒng)在我國目前已經(jīng)十分成熟，相較于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，其優(yōu)勢十分明顯。而智能變電站是智能電網(wǎng)系統(tǒng)當中極為重要組成部分，不但可以大大提高變電運行工作的效率，同時可以保證智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，在促進我國的智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展上有著巨大的作用，在我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展的現(xiàn)代，保障了城市的電力供應(yīng)充足，這是巨大的支持力。

一、智能變電站繼電保護相關(guān)概述

1.智能變電站概念。智能變電站指的是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而將變電站進行現(xiàn)代化改造后建設(shè)而成的變電站，其主要構(gòu)建部分是智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，以規(guī)范通信為基礎(chǔ)，通過這些智能化設(shè)備來分層構(gòu)建，這樣一來變電站的智能電氣設(shè)備便可彼此共享信息以及相互操作。智能變電站的數(shù)字化主要由過程層的設(shè)備來體現(xiàn)，整體站內(nèi)信息體現(xiàn)出智能變電站的信息化，智能變電站在智能方面的優(yōu)勢則體現(xiàn)在開關(guān)設(shè)備上。

2.智能變電站繼電保護。智能變電站要求使用智能化程度更高的設(shè)備，實現(xiàn)信息的有效收集和保護等，以實現(xiàn)信息共享的目的。雖然我國的智能變電站發(fā)展時間還不算太長，技術(shù)和管理方面依舊處于不斷完善的階段，但是從目前的形勢來看，智能變電站已經(jīng)呈現(xiàn)出了明顯的層級性特點。

智能變電站分為過程層、間隔層和控制層等，因此，繼電保護的主要對象就是這幾個層。過程層的組成一般是智能組件和一次設(shè)備，基本功能是實現(xiàn)電能分配、變換傳輸;控制層的基本功能是進行有效的系統(tǒng)控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效采集以及監(jiān)控等。所謂智能變電站繼電保護指的就是通過對于這幾個層實行有效保護，確保其系統(tǒng)能夠保持安全、平穩(wěn)運行，提高智能變電站的運行效率，確保電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

3.繼電保護裝置。首先，繼電保護。目前，我國在電力系統(tǒng)的繼電保護方面有著嚴格的基本要求：一是選擇性;二是靈敏性;三是速動性;四是電力的可靠性。而選擇性以及靈敏性與繼電保護系統(tǒng)有著直接的關(guān)系，速動性和電力的可靠性則是與GOOSE有著直接的關(guān)系。若是一次設(shè)備和二次設(shè)備條件相同的情況下，傳統(tǒng)的保護節(jié)點直接采用了跳閘的方式，而智能變電站的繼電保護系統(tǒng)則是利用GOOSE報文通過網(wǎng)絡(luò)將信息傳遞給智能操作箱，雖說這樣的方法中間環(huán)節(jié)較多導(dǎo)致了保護動作時間較長，但是這段時間其實是被穩(wěn)定控制在安全時間范圍內(nèi)的，并不會影響其保護作用。智能變電站繼電保護是使用GOOSE的方式，這樣一來繼電保護系統(tǒng)便可以利用網(wǎng)絡(luò)做到相互啟動和閉鎖信號的傳遞，同樣也可以進行跳閘操作。這樣的方式相較于傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)所用的回路方式，可靠性則會隨著網(wǎng)絡(luò)的可靠性、日常的運行、檢修以及擴建安全性的提升而得到提升。

其次，分布式保護。保護裝置為繼電保護提供了主要保護功能，保護裝置本身的功能多樣，而保護元件和保護邏輯就是以保護裝置功能和用戶選擇的保護邏輯為基礎(chǔ)來確立的。在高壓輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當中并不會只有一套主保護方案，大多都會選擇兩套，而后備保護的選擇則是根據(jù)系統(tǒng)元件或設(shè)備貴重程度來選擇近后備或是遠后備。而在變電站內(nèi)，母線的保護極為重要，所以母線是變電站內(nèi)唯一需要集中保護的設(shè)備，因為局域網(wǎng)大多都是使用分布式保護方案。所以，在構(gòu)建針對新型母線的保護方案時，我們可以利用到保護裝置中的IED檢測功能。

二、智能變電站繼電保護優(yōu)化配置

在優(yōu)化繼電保護配置系統(tǒng)中，將智能變電站的設(shè)備分為兩個層面進行繼電保護。一個層面是過程層，另一個是變電站層。如下，將對兩個層面的設(shè)備的繼電保護優(yōu)化配置策略進行一個詳細論述。

1.過程層保護優(yōu)化配置。對于過程層，針對一次設(shè)備設(shè)置獨立的主保護，繼電保護設(shè)備就近安裝于一次設(shè)備附近，相關(guān)繼電保護裝置實行分布式的安裝。在過程層的保護中，主要是對快速跳閘現(xiàn)象提供保護，如線路差動、變壓器差動、母線差動及縱聯(lián)保護等。

第一，線路保護。對于線路保護，采取配置過程層縱差或者縱向距離作為主保護和后備保護，采取集中式保護裝置。對于單斷路器主電路，利用保護裝置的縱聯(lián)保護功能，對光纖通信端子與交流側(cè)線路進行保護而實現(xiàn)。

第二，變壓器保護。變壓器的保護是過程層保護優(yōu)化配置的重點。在優(yōu)化后的變壓器繼電保護中，主要是對變壓器的保護裝置過程層設(shè)置成分布式，從而使其具備差動保護功能。對于變壓器的后備保護，采用集中式的安裝。

第三，站內(nèi)母線保護。對于變電站內(nèi)的母線保護，將相關(guān)保護裝置按照分布式的配置進行設(shè)置，在每個間隔內(nèi)的繼電保護能夠?qū)崿F(xiàn)該間隔區(qū)間內(nèi)的母線保護功能能夠獨立完成，只對本間隔區(qū)間的斷路器進行跳閘。對于失靈保護，則采取集中保護設(shè)置。

2.變電站層繼電保護優(yōu)化配置。對于變電站層的繼電保護，主要是對站域進行保護，實現(xiàn)對本變電站的元件提供后備保護功能。在優(yōu)化配置中，主要是能夠依據(jù)實時的信息，獨立的判斷遠后背范圍內(nèi)的有關(guān)元件的故障，然后做出最優(yōu)的跳閘策略。

對于智能變電站，在信息共享方面，全站信息能夠方便的進行共享。站域保護能夠?qū)Ρ局悄茏冸娬緝?nèi)的所有一次設(shè)備提供集中的近后備保護和主變后備保護。在保護系統(tǒng)中設(shè)置大量的獨立的功能模塊，這些模塊之間按照預(yù)先通過過程層網(wǎng)絡(luò)采集到的全站內(nèi)的所有間隔的電壓、刀閘位置和電流等實時信息，進行整體邏輯方式來相互配合，對現(xiàn)有的后備保護功能進行補充。此外，這些功能模塊能夠集成站內(nèi)的所有低頻、抵押減載和備用自投裝置，減少重復(fù)投資。

三、結(jié)語

在這個社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代，電力事業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，保障了我國的電力事業(yè)就是在保障我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，而智能變電站在智能電網(wǎng)系統(tǒng)當中的作用極大，針對變電站繼電保護進行裝置優(yōu)化是極為重要的，其能夠大大提升變電站的工作效率，變電站經(jīng)濟效益和全國社會經(jīng)濟效益都得到了提升，推動了我國的電力事業(yè)發(fā)展。在智能變電站當中，繼電保護配置是智能變電站發(fā)達程度的體現(xiàn)，在智能變電站的建設(shè)當中極為重要，繼電保護配置將直接影響到智能變電站的安全運行以及使用壽命。

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