電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術分析

皮江濤

摘 要：科技發(fā)展日新月異，并在一定程度上帶動了繼電保護技術的快速發(fā)展，在當前的應用中取得不錯的成績，尤其是在智能變電站保護層面，繼電保護技術的應用更加普遍。故此，深入智能變電站繼電保護技術的有效分析，具有重要的意義。本文從智能變電站保護架構出發(fā)，重點分析了智能變電站技術對繼電保護的原理、保護信息以及保護機制等，為促進智能變電站技術的快速發(fā)展奠定基礎。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；智能變電站；繼電保護；技術分析

1 智能變電站

1.1 智能變電站的現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)中智能變電站是集可靠、先進技術于一體的智能化設備，是基于全站信息的數(shù)字化及信息共享的基礎上建立的，具有自動完成信息的采集、處理和檢測的功能，是一種能夠自主調(diào)節(jié)的智能設備。智能變電站是以數(shù)字化變電站為基礎發(fā)展起來的，在多年的實踐中已經(jīng)越來越完善。相較于數(shù)字化變電站，智能變電站已經(jīng)具備了大范圍推廣的可能。和傳統(tǒng)變電站最大的差別表現(xiàn)為：設備智能化、設備檢修狀態(tài)化以及二次設備網(wǎng)絡化的特點。因此，自 2011 年開始，新建的變電站全都是按照智能變電站的要求建設的，并且在一些特別重要的變電站中也進行了智能化的改造，現(xiàn)在智能變電站已經(jīng)遍布我國的各個角落，得到了很好的發(fā)展、普及。

1.2 智能變電站的優(yōu)點

（1）環(huán)保效果比較好：在智能變電站運行過程中刨除了傳統(tǒng)的電纜，而是使用光纖電纜進行連接。而且在內(nèi)部設施上也大量的采用能耗較低的集成電子設備，用電子互感器代替了充油式互感器，很大程度上降低了變電站的建設成本及能源消耗，很好地實現(xiàn)了低碳環(huán)保的優(yōu)化。（2）交互性良好：智能變電站能夠自動收集并進行分析信息，并在變電站的體系內(nèi)部共享這些信息數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)和更高級的系統(tǒng)之間互動，各個智能變電站之間的相互聯(lián)系，能夠有效地保障整個電力系統(tǒng)的安全運行。（3）可靠性強：在眾多的用電用戶之中，大家對于選擇供電部門最看重的就是可靠性。這也就要求智能變電站可靠性要更高，不僅僅可以滿足用戶需求，更重要的是可以保障電力系統(tǒng)運行更高效，有效地減少出現(xiàn)用電故障，使變電站始終處在良好的運行狀態(tài)。

2 探究電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術

2.1 關于線路繼電保護技術

線路繼電保護在智能變電站繼電保護中、對維護線路安全，保證電力系統(tǒng)的正常運行具有至關重要的意義。在實際的線路繼電保護過程中，對智能變電站的運行狀況，應采取實施監(jiān)控的模式，全面、隨時地掌握智能變電站的運行狀態(tài)，監(jiān)控系統(tǒng)對出現(xiàn)的故障可以及時發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出警報，繼電保護技術人員能夠對故障進行合理處理，確保線路的安全運行。除此之外，若想進一步保護智能變電站，可以按照當前的情況將測控裝置安裝在智能變電站上，對智能變電站的運行情況進行全面檢測，并及時將測控到的相關數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡體系傳輸，繼電保護對所接收到的數(shù)據(jù)進行科學分析，按照得出的結果對智能變電站下達針對性的命令，維持線路的安全運行。

2.2 關于變壓器的繼電保護

變壓器在智能變電站內(nèi)的作用就是對相關元件進行保護。在對變電站繼電保護的裝置進行安裝時，較為合適的運行模式即安裝模式，選擇這種模式，能夠推動繼電保護充分發(fā)揮其自身作用。在實際的運行過程中，變壓器繼電保護是以非電量保護為核心的，因此應將電量保護與電纜直接連接。除此之外，還應該與繼電保護裝置直接連接。在系統(tǒng)運行過程中，一旦變壓器受到危險因素影響，非電量保護模塊便會自動跳閘，避免因危險因素的影響導致線路故障發(fā)生，并保證了變壓器的正常穩(wěn)定運行，確保繼電線路的安全。

2.3 關于過流電限定保護

智能變電站在實際的運行中，如果電流過載，則極易導致電力系統(tǒng)外部產(chǎn)生短路現(xiàn)象，遇到這種電流超負荷的情況，就會造成外部發(fā)生故障，線路跳閘。故此，應在電力系統(tǒng)智能變電站中，運用過流電限定方法保護電路。一旦超負荷電流現(xiàn)象發(fā)生，則向變電站及時發(fā)出預警，智能系統(tǒng)接收到信號以后會自動進行保護，以維持繼電保護的可靠性與安全性。

3 智能變電站繼電保護設計優(yōu)化

3.1 安全性的優(yōu)化

智能變電站的繼電保護是在 IEC61850 的標準下運行的，其統(tǒng)一性既是優(yōu)點，同時也是缺點。標準統(tǒng)一也就意味這是處在完全透明的電網(wǎng)環(huán)境中，這也就表明在整個繼電保護系統(tǒng)運行中將會面臨來自網(wǎng)絡上的惡意攻擊，對整個變電站的信息安全造成威脅。鑒于 IEC61850 的表針體系中沒有明顯的界定安全，往往需要使用者在進行操作中時要做好分析系統(tǒng)安全，以實現(xiàn)變電站繼電保護的優(yōu)化。

3.2 可靠性的優(yōu)化

現(xiàn)階段我國智能變電站已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化的建設，在繼電保護中會涉及到很多的電子設備，隨著不斷加入的電子設備，在確保變電站穩(wěn)定運行的基礎上又提出了新的要求。在選擇電子設備的同時，要根據(jù)實際情況的需要來進行合理的設計，最大程度上降低外界環(huán)境的影響，針對電子設備容易受到外界的干擾的特性來看，需要采用性能比較穩(wěn)定的光纜，并且要及時對系統(tǒng)進行故障的檢修，及時保護不合理的運行部分。

3.3 實時性優(yōu)化

智能變電站繼電保護的重要特點就是具有一定的實時性，但是在設計保護結構的時候，設計工作通常會受合并器鏈路傳播時延、交換機交換時延等因素的限制，從而影響變電站數(shù)字化互感器的傳輸效果，導致傳輸誤差超出允許范圍。根據(jù)經(jīng)驗總結及其實際運行情況來看，造成數(shù)字式互感器采樣值傳輸抖動的原因有很多，其中影響比較大的是合并器和交換機的轉發(fā)，因此要進行相應的優(yōu)化。當合并器完成采集器傳輸數(shù)據(jù)信息之后，合并器會有一個排隊處理過程，而且接受采集器通信階段也會出現(xiàn)等待時間，同時受系統(tǒng)交換機性能的影響，實際運行中會出現(xiàn)不同程度的延時，因此需要采取相應的措施進行優(yōu)化。

3.4 同步性優(yōu)化

智能變電站繼電保護在正常運行過程中，會有各種各樣的問題出現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)同步問題是十分常見的問題之一。同步性問題也就是合并單元進行數(shù)據(jù)采樣信號的輸出時附帶相應的時間信息，該同步傳輸能夠有效縮減電氣量相位與幅值間誤差，因此數(shù)據(jù)的同步性具有非常重要的意義。所以必須要優(yōu)化繼電保護設備進，確保數(shù)據(jù)的同步性，使其可以在相同時間點內(nèi)獲得相應的數(shù)據(jù)信息，避免因為同步信號丟失而造成的的數(shù)據(jù)誤差。對數(shù)據(jù)放入進行同步優(yōu)化設計時，需要考慮到過流和過壓保護問題，雖然所使用的保護原理簡單，但保護動作行為對輸入信號幅值正確性提出了一定的要求，相比之下對同步信號要求也比較小，如此一來即便保護動作發(fā)生時丟失了同步信號，對保護動作也不會產(chǎn)生很大的影響。

4 結語

近些年來，在科學技術水平不斷提高的過程中，繼電保護技術發(fā)展迅速，在實際應用中也取得了非常顯著的研究成果，特別是在智能變電站繼電保護上面，繼電保護技術所具有的作用更加明顯。因此，本文結合智能變電站繼電保護特征優(yōu)勢，深入研究了在智能變電站內(nèi)繼電保護技術應用存在的問題，進而優(yōu)化智能變電站繼電保護技術，這對智能變電站發(fā)展具有非常重要意義，可以有效降低不良因素對智能變電站的影響。

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