智能變電站的繼電保護(hù)應(yīng)用分析

王鵬

[摘? ? 要]現(xiàn)階段，城市化進(jìn)程的不斷加快，人們對(duì)于電能的需求量增多，促進(jìn)了我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)如今，各個(gè)電力企業(yè)都大力建設(shè)智能變電站，確保變電站的智能服務(wù)功能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電力網(wǎng)絡(luò)電力供應(yīng)和配送的智能化控制，給人們帶來(lái)了更好的電力服務(wù)。闡述智能變電站機(jī)電保護(hù)的概念，同時(shí)分析智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的措施，在電力網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮智能變電站的作用和價(jià)值，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)健康的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);可靠性

[中圖分類號(hào)]TM77 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（21）04–0–02

Application Analysis of Relay Protection in Intelligent Substation

Wang Peng

[Abstract]At present， with the acceleration of urbanization， people's demand for electric energy has also increased， which has also promoted the development of electric power in China. Nowadays， every power enterprise has made great efforts to build intelligent substation to ensure the intelligent service function of substation， at the same time， it has realized the intelligent control of power supply and distribution of power network， and has also brought people better power service. This paper will expound the concept of electromechanical protection of intelligent substation and analyze the measures of relay protection system of intelligent substation. It is necessary to play the role and value of intelligent substation in power network and promote the healthy development of power industry in China.

[Keywords]intelligent substation; relay protection system; reliability

隨著各行各業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于電力能源的需求量不斷上升，電力企業(yè)就要轉(zhuǎn)型和升級(jí)構(gòu)建一個(gè)良好的環(huán)境，滿足當(dāng)下的發(fā)展需求。電力企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電保護(hù)裝置在安全運(yùn)行的狀態(tài)下，就能確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全和穩(wěn)定，在電力系統(tǒng)中智能變電站保護(hù)裝置起到著十分重要的作用，可以提高變電站供電的質(zhì)量。

1 智能變電站繼電保護(hù)機(jī)制概述

隨著現(xiàn)代化的水平提升，電力技術(shù)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)影響較大，促進(jìn)著變電站和電網(wǎng)的智能化發(fā)展。智能變電站有很強(qiáng)的集成性，在運(yùn)行中可以實(shí)現(xiàn)智能操作，運(yùn)維一體化，信息傳輸?shù)裙δ?，提高了電力系統(tǒng)的效率，也可對(duì)給變電站設(shè)備實(shí)施監(jiān)控，確保了變電站的運(yùn)行安全。智能變電站的劃分過(guò)程中，有三層兩網(wǎng)。三層主要是過(guò)程層、間隔層和站控層。兩網(wǎng)是站控層網(wǎng)絡(luò)與過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。智能變電站在運(yùn)行的過(guò)程中，站控層的目的是分析、搜集各種信息，是變電站中一項(xiàng)十分重要的核心內(nèi)容，所有的信息指令都是通過(guò)站控層信號(hào)發(fā)出。在智能變電站過(guò)程層中，可以讓信息實(shí)現(xiàn)有效的收集和執(zhí)行，可以對(duì)各種信息設(shè)備起到保護(hù)的作用。

2 智能變電站

2.1 智能變電站的現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)中智能變電站是一體化的智能化設(shè)備，是可以自主調(diào)節(jié)的設(shè)備。智能變電站是數(shù)字化變電站作為基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)的變電站進(jìn)行對(duì)比，具有很強(qiáng)的特點(diǎn)，2011年我國(guó)新建的變電站已經(jīng)是按照智能變電站的標(biāo)準(zhǔn)和要求建設(shè)的，同時(shí)對(duì)于大型的變電站也實(shí)現(xiàn)了智能化的改造，得到了廣泛的普及和應(yīng)用。

2.2 智能變電站的優(yōu)點(diǎn)

2.2.1 可靠性

在智能變電站的繼電保護(hù)過(guò)程中，光纜線路有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時(shí)還能減少電子裝置因?yàn)楦鞣N問(wèn)題造成的干擾。因此，要通過(guò)使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高系統(tǒng)的自我檢查能力，可以極大提高系統(tǒng)的警告反應(yīng)能力。另外，智能變電站還建立了配電保護(hù)的系統(tǒng)模型，對(duì)于定量實(shí)現(xiàn)了可靠性分析。

2.2.2 實(shí)時(shí)性特征

電力系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，智能變電站在開(kāi)展繼電保護(hù)上都是實(shí)時(shí)性的，但是因?yàn)閿?shù)字式互感器會(huì)給數(shù)字的采樣工作帶來(lái)影響，也會(huì)導(dǎo)致交換機(jī)和合并器受到延遲的原因?qū)е聲r(shí)間上出現(xiàn)誤差，同時(shí)影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч唾|(zhì)量。另外，合并器和交換器是造成數(shù)字互感器發(fā)生誤差的最重要的一個(gè)原因。因此，面對(duì)這種問(wèn)題，電力系統(tǒng)工作人員在開(kāi)展采樣中，需要計(jì)算出產(chǎn)生的誤差，同時(shí)要將計(jì)算結(jié)果和采樣結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，才能真正地降低誤差給計(jì)算造成的影響，也就極大提高了變電站的機(jī)電保護(hù)實(shí)時(shí)性。

2.2.3 同步性特征

傳統(tǒng)的變電站都是使用的互感器設(shè)備，會(huì)因?yàn)楸Ｗo(hù)時(shí)間上不太同步影響到我國(guó)電力系統(tǒng)在保護(hù)上存在問(wèn)題。然而智能變電站是使用數(shù)字化信息采集方式，因此，配電保護(hù)和時(shí)間上就有很強(qiáng)的同步性。提高保護(hù)時(shí)間同步的措施有以下兩種措施。①線路差動(dòng)保護(hù)和同期檢測(cè)。這兩個(gè)設(shè)備都是確保電網(wǎng)系統(tǒng)能夠同步的保護(hù)措施。②過(guò)流過(guò)壓保護(hù)。

3 智能變電站繼電保護(hù)存在的問(wèn)題

3.1 智能化水平偏低

目前，我國(guó)很多智能變電站都是由傳統(tǒng)的變電站改造升級(jí)的，運(yùn)行中有大量的設(shè)備，但是設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)消耗極大的能量，導(dǎo)致變電站的智能化水平偏低，也會(huì)造成智能變電站技術(shù)無(wú)法有效的兼容。設(shè)備和設(shè)備之間會(huì)有智能化連接口，但是由于設(shè)備是不同廠家制造的，連接線和端口都不太符，導(dǎo)致了智能變電站在運(yùn)行中缺乏穩(wěn)定性，同時(shí)不兼容也給運(yùn)行的檢查工作帶來(lái)了極大的影響。

3.2 設(shè)備接口連線不合理

目前應(yīng)用的變電站中由于設(shè)備的耗能量巨大，設(shè)備之間又有很多的接口終端。設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)因?yàn)椴蓸雍虶OOSE設(shè)備不太相符，也就讓設(shè)備的終端接口有所增加，給工作人員在實(shí)際的操作上增加了難度。

3.3 電磁設(shè)備受環(huán)境影響較大

現(xiàn)如今，在智能變電站中電子互感器的應(yīng)用較為廣泛，設(shè)備在實(shí)際的操作中會(huì)因?yàn)橥饨绲母鞣N環(huán)境帶來(lái)影響，導(dǎo)致電磁設(shè)備開(kāi)展測(cè)量中出現(xiàn)了誤差，會(huì)給數(shù)據(jù)測(cè)量工作的可靠性和準(zhǔn)確性帶來(lái)影響，同時(shí)電子設(shè)備在智能變電站的可靠性也會(huì)受到極大的威脅。分析我國(guó)電磁設(shè)備在智能變電站的實(shí)際應(yīng)用，不能一味地采用新型的電磁機(jī)電保護(hù)設(shè)備，要分析實(shí)際情況，安裝中會(huì)有大量的端口，也會(huì)給施工人員的安裝工作增加難度，同時(shí)也無(wú)法和國(guó)家提倡的節(jié)能原則相符。

4 優(yōu)化智能變電站繼電保護(hù)

4.1 優(yōu)化繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

①安全設(shè)計(jì)。開(kāi)展機(jī)電保護(hù)中，要按照國(guó)家的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確保繼電保護(hù)在一個(gè)良好的狀態(tài)下，繼電保護(hù)系統(tǒng)極易造成網(wǎng)絡(luò)攻擊，同時(shí)也會(huì)對(duì)變電站信息造成威脅，因此在實(shí)際的操作中要分析系統(tǒng)，優(yōu)化機(jī)電保護(hù)設(shè)備。②開(kāi)展實(shí)時(shí)性的設(shè)計(jì)。繼電保護(hù)中，實(shí)時(shí)性是十分重要的一項(xiàng)作用。在進(jìn)行保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因?yàn)闀?huì)受到各種干擾造成信息出現(xiàn)誤差。因此就要觀察機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)，其中主要是因?yàn)榻粨Q器和合并器出現(xiàn)的故障。另外合并器中，信息完成采集之后就會(huì)自行的排隊(duì)，信息接收時(shí)間也會(huì)有延遲。因此在運(yùn)行中，就要防止延誤問(wèn)題影響到機(jī)電保護(hù)性能。另外，要將誤差合理的控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，才能讓機(jī)電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性。

4.2 加強(qiáng)變壓器的保護(hù)

智能變電站機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行上要求較高，采用變壓器的保護(hù)可以極大提升系統(tǒng)的可靠性。進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真地分析原理才能開(kāi)展設(shè)計(jì)，確保變壓器的穩(wěn)定和安全性。進(jìn)行智能變壓站建設(shè)中，關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)是智能技術(shù)，各個(gè)電力企業(yè)要從現(xiàn)狀下手，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)保護(hù)電力設(shè)備，要確保設(shè)備的靈敏性，同時(shí)要在運(yùn)行中提高自我檢測(cè)的能力。目前，雖然保護(hù)變壓器是一種較為有效的措施，但是在進(jìn)行操作中還有很多的問(wèn)題存在，需要進(jìn)一步的研究和應(yīng)用。另外，在提升機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)可靠性過(guò)程中，需要采用先進(jìn)的智能化技術(shù)，針對(duì)各項(xiàng)設(shè)備開(kāi)展系統(tǒng)化的保護(hù)，發(fā)揮出系統(tǒng)的處理能力。

4.3 提升設(shè)備管理效果

在智能變電站機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)中，要提高繼電保護(hù)裝置的管理成效，發(fā)揮出各種保護(hù)裝置的作用，才能促進(jìn)變電站工作的有序開(kāi)展。通過(guò)智能變電站機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的管理實(shí)例分析，變電站工作要從內(nèi)容上分析，同時(shí)要分析不同線路的智能工作性質(zhì)，才能給機(jī)電保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化路線，才能實(shí)現(xiàn)智能變電站的管理目標(biāo)。另外，提升設(shè)備的管理成效，要有針對(duì)性，要統(tǒng)籌和規(guī)劃，滿足線路的不同管理需求，才能提高智能變電站的保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

4.4 加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理力度

要想確保智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維能力提升，企業(yè)就要加大運(yùn)維管理工作，更好地促進(jìn)繼電保護(hù)裝置的可靠性，提高繼電保護(hù)裝置的管理，也給日后的維護(hù)工作提供便利，提高各項(xiàng)繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行效率。因此，可以從以下幾個(gè)內(nèi)容下手：①制定出精細(xì)化的管理機(jī)制。要分析智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維管理工作的目標(biāo)，同時(shí)要降低失誤，加強(qiáng)各個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)，才能確保機(jī)電保護(hù)裝置在日后的維修過(guò)程更便利，更有效。②優(yōu)化任務(wù)分配的模式，確保每個(gè)工作崗位在職能上都細(xì)化，降低管理中的失誤問(wèn)題。③完善并執(zhí)行獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，才能充分地發(fā)揮出運(yùn)維人員的工作熱情和積極性。作為智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)維人員，要按照智能變電站的實(shí)際情況，同時(shí)結(jié)合變壓器和各種保護(hù)裝置的特點(diǎn)，才能制定出合理的維護(hù)方案。要想確保智能變電站機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，就要求運(yùn)維人員在專業(yè)技能上要高，因此，作為企業(yè)來(lái)說(shuō)，就要加強(qiáng)運(yùn)維人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，確保各項(xiàng)工作開(kāi)展的規(guī)范性，提升運(yùn)維人員的綜合素養(yǎng)。通常情況下，智能變電站機(jī)電保護(hù)裝置在運(yùn)行的時(shí)間上都很長(zhǎng)，因此作為運(yùn)維人員要制定出一套合理的檢修措施，同時(shí)要定期開(kāi)展檢查和維修。運(yùn)維人員要開(kāi)展定期的巡檢工作，檢查的具體項(xiàng)目要細(xì)化和劃分，同時(shí)要按照檢查規(guī)則開(kāi)展維修，確保機(jī)電裝置能夠可靠運(yùn)行，同時(shí)還能讓機(jī)電保護(hù)裝置的故障發(fā)生率降低。與此同時(shí)，要定期維護(hù)智能變電站繼電保護(hù)裝置，讓機(jī)電裝置的運(yùn)行時(shí)間有所延長(zhǎng)，同時(shí)也能讓外界等不良影響減低，確保智能變電站繼電系統(tǒng)能夠正常的運(yùn)行。

4.5 過(guò)程層繼電保護(hù)

變電站的過(guò)程層繼電保護(hù)是確保變電站系統(tǒng)中變壓系統(tǒng)設(shè)備和母線之間能夠很好的運(yùn)行，也提高了變電站運(yùn)行的整體效率和穩(wěn)定性。另外，設(shè)定過(guò)程層保護(hù)值后，需要確保保護(hù)值的穩(wěn)定，不能遭到各種因素帶來(lái)的影響，也讓繼電保護(hù)系統(tǒng)更安全。另外，進(jìn)行設(shè)置系統(tǒng)中，要想讓系統(tǒng)的線路更穩(wěn)定，就要將開(kāi)關(guān)設(shè)置成單獨(dú)性，可以讓系統(tǒng)的硬件和開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立，單獨(dú)地完成操作。

4.6 間隔合并單元故障的維護(hù)

從當(dāng)下的智能變電站建設(shè)水平和實(shí)際運(yùn)行情況分析，最常見(jiàn)的一種故障就是間隔合并單元故障。在智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備中合并單元屬于一個(gè)十分薄弱的環(huán)節(jié)，因此，運(yùn)維人員要有所關(guān)注和重視，要有豐富的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，故障發(fā)生要能及時(shí)找出故障原因和具體位置，同時(shí)要利用先進(jìn)的技術(shù)讓故障發(fā)生概率降低。例如，單套的配置間隔中，會(huì)出現(xiàn)合并的單元故障，并且故障發(fā)生之后運(yùn)維人員要及時(shí)地?cái)嚅_(kāi)，也就是故障間隔單元中的開(kāi)關(guān)要做到第一時(shí)間斷開(kāi)，然后要將運(yùn)行的系統(tǒng)退出。如果單元故障發(fā)生在雙套配置的間隔中，運(yùn)維人員要快速反應(yīng)，需要退出故障對(duì)應(yīng)的保護(hù)母線裝置。如果合同單元發(fā)生故障，推出處理可以防止故障的擴(kuò)大，同時(shí)也會(huì)給運(yùn)維人員爭(zhēng)取到更多的維修時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)得到了大力地應(yīng)用。要想確保機(jī)電保護(hù)的安全、可靠性，就要從智能變電站的機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)自身下手。要提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)從各個(gè)方面加以重視，提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性，確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率更高，更高效。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬婧怡.關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試方法及其應(yīng)用的研究[J].百科論壇電子雜志，2019（3）：366.

[2] 姜明.智能變電站繼電保護(hù)檢測(cè)與調(diào)試方法分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019（17）：112.

[3] 浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015（1）：40-44.