智能變電站技術(shù)及其對繼電保護的影響

國華（錫林郭勒）新能源有限公司 張 浩

當前，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)變電站的不足之處也在隨著我國經(jīng)濟的進步和發(fā)展逐漸顯現(xiàn)出來。由于傳統(tǒng)變電站無法滿足我國現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)的標準，因此智能變電站應(yīng)運而生。智能變電站的出現(xiàn)讓電力系統(tǒng)內(nèi)部的單元、數(shù)據(jù)交互性更強，同時擁有的共享性更高。智能變電站也能夠?qū)^電保護中的運行問題和設(shè)備故障等及時地做出反應(yīng)和反饋，對繼電保護中出現(xiàn)的問題和故障設(shè)備進行解決，從而對繼電保護起到良好、深遠的影響，幫助我國電網(wǎng)系統(tǒng)運行得更加安全和有保障。

1 智能變電站技術(shù)的基本特點與現(xiàn)狀

在我國的電網(wǎng)系統(tǒng)里，變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，具有十分關(guān)鍵的作用。而其中智能電網(wǎng)致使變電站更為智能化，因此當前對智能變電站的建設(shè)工作和關(guān)注也越來越多。我國的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特點是大容量、超大規(guī)模和特高壓。因此，整個電網(wǎng)的運行是否安全，供電是否穩(wěn)定，成為首要關(guān)注的問題。當前，我國社會和市場經(jīng)濟發(fā)展越來越好，致使用電規(guī)模越來越大，所以電網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)相較以往，需要進行更高標準的工作要求和技術(shù)水平的提升，智能電網(wǎng)的出現(xiàn)可以幫助我國達到這一要求，實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)中節(jié)點上的信息交換工作，并且對電網(wǎng)進行一定的控制。

從目前情況來看，我國智能變電站發(fā)展形勢較好，對于變電站的整體發(fā)展來說，智能變電站的發(fā)展方向也在朝著智能化、成熟的方向而努力。繼電保護是智能變電站在運行過程中必須面臨的一項工作。因為，在智能變電站工作運行時，假如部分設(shè)備運行出現(xiàn)異常情況，那么整個電網(wǎng)系統(tǒng)就會受到影響，或者停止運行。這樣會對我國部分區(qū)域的供電會造成影響，由于整個供電的電力系統(tǒng)包含了多種元器件，內(nèi)部涉及的細節(jié)和器件較多。這些元器件中，有任何一個發(fā)生了問題或者故障情況，都會對與其涉及的電力系統(tǒng)造成影響，無法供電。因此，使用繼電保護，可以在一定的時間內(nèi)對此類情況進行控制和改善，繼電保護技術(shù)可以讓電力系統(tǒng)內(nèi)部在較短的時間內(nèi)，有效找出并且處理出現(xiàn)問題的元器件，從而使電力系統(tǒng)故障得到控制，使所受的影響降到最低。

隨著我國科技的發(fā)展，繼電保護也在不斷地進行提升以及在技術(shù)上的變革、創(chuàng)新。當前，新一代繼電保護裝置被逐漸地推行與應(yīng)用。新一代的繼電保護設(shè)備擁有的智能性較高，更加符合我國當前的科技情況和技術(shù)情況。我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，非常有利于電力系統(tǒng)進行智能化和網(wǎng)絡(luò)化的整體改進與進步，通過相關(guān)的通信計算機技術(shù)進行控制和改良，對智能化的變電站技術(shù)與涉及的繼電保護進行研究與應(yīng)用，也讓智能變電站技術(shù)對繼電保護產(chǎn)生了新的影響和支撐。

而有關(guān)繼電保護器在智能變電站的應(yīng)用中，由于變電站的變壓強度和類型的不同，導(dǎo)致繼電保護器的選取也不同。因此，智能變電站繼電保護裝置也擁有了一定的多樣性和復(fù)雜性。同時，我國相關(guān)人員也在針對電力系統(tǒng)中的二次回路的物理鏈路和邏輯鏈路在線監(jiān)測，以及從繼電保護裝置的對應(yīng)接口、測試用例等多方面情況入手進行研究，以此得出有效的結(jié)論和方案。從我國繼電保護系統(tǒng)和智能變電站對繼電保護的可靠與否進行討論，從而通過相關(guān)結(jié)論，提出意見，進行改進，幫助我國智能變電站繼電保護方面得到更加良好的進步和創(chuàng)新，以及改進。

2 智能變電站技術(shù)繼電保護的主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)勢

2.1 電子式互感器裝置

相比傳統(tǒng)的電磁結(jié)構(gòu)互感器來說，當前運用新技術(shù)而研制出的電子式互感器擁有的優(yōu)點更多。在其制作成本方面，電子式互感器運用相關(guān)絕緣材料進行制作，其自身的結(jié)構(gòu)也較為簡單，需要付出的制造成本較低。同時，后期的維護成本也較少，而這是傳統(tǒng)電磁結(jié)構(gòu)互感器所沒有的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的電磁結(jié)構(gòu)互感器制造成本較高，同時也會根據(jù)電壓等級的不同，而產(chǎn)生成本上的差異，一般是電壓等級越高，電磁式互感器的制作成本就越高。

并且在抗干擾方面，當前新研制的電子式互感器具有良好的抗干擾效果，由于電子式互感器與電器沒有產(chǎn)生聯(lián)系，因此在電子抗干擾方面具有更加顯著的優(yōu)勢。而對于傳統(tǒng)的電磁結(jié)構(gòu)互感器來說，在其一次系統(tǒng)產(chǎn)生故障的時候，會對相關(guān)的二次系統(tǒng)產(chǎn)生影響，造成干擾，在相關(guān)的繼電保護安全方面來看，電子式互感器安全性明顯更好，其相關(guān)互感器的二次測開路不會有太多的危險發(fā)生，而電磁式互感器則剛好相反，容易導(dǎo)致設(shè)備和相關(guān)技術(shù)人員的安全受到威脅。

同時，在實際的投入使用中也可發(fā)現(xiàn)，電子式互感器的使用壽命更長，其測量的方位也更加有益，對于一些光電子信號的處理，和數(shù)字信號的處理更加良好。因此，智能變電站技術(shù)所擁有的電子式互感器系統(tǒng)，可以對繼電保護產(chǎn)生更加有力的影響和幫助。

將一般的傳統(tǒng)電磁感應(yīng)器轉(zhuǎn)換為電子感應(yīng)器，在一定程度上具有一定的可取之處，更換了電子感應(yīng)器之后，其內(nèi)部的電磁轉(zhuǎn)換工作將變?yōu)殡娮觼磉M行信息作業(yè)和轉(zhuǎn)換。同時，電子感應(yīng)器快捷的反應(yīng)速度和廣泛的涉及層面，也幫助其增加了自身的優(yōu)勢。

2.2 合并單元處理

智能變電站技術(shù)中擁有的合并單元處理工作，主要的作用是將電子式互感器中收集和記錄的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的組合、處理。同時，為其添加統(tǒng)一的時間標簽，合并單元過程的產(chǎn)生，也是隨著電子式互感器的出現(xiàn)而來的。當前，合并單元也成了智能變電站的保護系統(tǒng)中一項必要的步驟和環(huán)節(jié)，不可缺少。合并單元步驟的完成，可以讓互感器與保護裝置之間進行的復(fù)雜接線工作得以避免，使人力物力成本更加可控，同時對二次設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換和共享可以得到良好的幫助和實現(xiàn)。

2.3 交換機設(shè)備

智能變電站技術(shù)中所擁有的一個結(jié)構(gòu)特點便是交換機。交換機的應(yīng)用可以對智能變電站技術(shù)的繼電保護系統(tǒng)在相關(guān)的信息流上起到較為重要的作用。由于傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)是以電纜作為主要信息傳遞的通道，對于當前的電力系統(tǒng)來說，具有一定的不便之處，而交換機使用以太網(wǎng)來對電纜這一傳遞通道進行取代，由此對智能變電站技術(shù)在保護系統(tǒng)方面的信息流進行保障和提升質(zhì)量。交換機的功能可以幫助電網(wǎng)內(nèi)部的信息傳遞更加有效，所搭建的信息通道更加可靠安全。同時，隨著當前科技的進步和發(fā)展，相關(guān)的交換技術(shù)在針對保護系統(tǒng)信息流的傳輸和傳遞方面，擁有的可靠性更高，效率也更高，速度更快。近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，交換機之間不存在環(huán)路的問題也得到了有效的解決，讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性得到了保障和提升。

2.4 智能終端設(shè)備

智能變電站技術(shù)對繼電保護結(jié)構(gòu)中的智能終端設(shè)備，其運行時有兩個主要工作，一個是對變電站的開關(guān)量進行采集和記錄，另一個是對監(jiān)控中心的控制指令進行發(fā)送。從而保證對主變壓器等變電站設(shè)備的測量和管控工作進行順利推進。此外，在對斷路器進行檢測時，通過智能終端，可以了解其斷路器當前的運行情況，比如其檢測跳合閘，回路正常運行與否，統(tǒng)計斷路器的實際動作次數(shù)，檢測彈簧自身現(xiàn)有的儲能狀態(tài)，或?qū)C箱內(nèi)部的溫濕度值進行檢測，以及斷路器的開關(guān)，短路的電流加權(quán)值的檢測，等等。智能終端所具有的多種功能，也使智能變電站技術(shù)對繼電保護的影響更加全面和有益。

3 智能變電站技術(shù)對繼電保護的相關(guān)影響

3.1 對數(shù)據(jù)信息的影響

從繼電保護中涉及的互感器類型來看，根據(jù)前文所述，隨著當前科技和技術(shù)的進步，互感器的類型也不再拘泥于傳統(tǒng)的類型，傳統(tǒng)技術(shù)下制造的互感器容易產(chǎn)生比較強烈的電磁干擾，導(dǎo)致其他的電氣設(shè)備受到影響，不利于整個設(shè)備的運行和性能的發(fā)揮。因此，傳統(tǒng)的互感器在當前的科技之下，慢慢被改良，新型的電子互感器開始出現(xiàn)，也成為我國當前應(yīng)用較多的一種互感器，將傳統(tǒng)互感器換成電子式互感器，這種變化會讓互感器內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響存在延遲，或者數(shù)據(jù)同步時出現(xiàn)新的問題，因此電子互感器需要在此方面進行技術(shù)上的考量和完善，將內(nèi)部的涉及算法進行調(diào)整和優(yōu)化，但由于電子互感器具有的優(yōu)勢較多，如響應(yīng)速度快、線性度好，等等。

因此，在繼電保護中應(yīng)用電子式互感器可以獲取到新的算法與原理，電子互感器作為智能變電站技術(shù)中的一個重要器件，其出現(xiàn)和使用也讓智能變電站技術(shù)對計量保護等產(chǎn)生了與以往不同的新影響，也就是智能變電站技術(shù)對機電保護的影響越來越智能，也越來越良好，可以讓內(nèi)部的信息傳遞效率更高，同時也讓信息傳遞的可靠性得到增強。在數(shù)據(jù)信息共享這方面影響的變化，也是智能變電站技術(shù)對繼電保護影響中較大的一個變化[1]。

3.2 對相關(guān)調(diào)試和維護的影響

智能變電站技術(shù)對于設(shè)備質(zhì)量保護的影響，也在隨著智能變電站技術(shù)的形式變化而發(fā)生變化。智能變電站技術(shù)當前融入了交互技術(shù)，使得與傳統(tǒng)變電站技術(shù)產(chǎn)生了整體情況上的不同與變化。傳統(tǒng)的變電站技術(shù)在涉及信息的分析和采集方面有較為局限的窘境，而智能變電站技術(shù)的衍生，使得傳統(tǒng)變電站在該方面的問題得到了解決和突破，讓整個電力系統(tǒng)內(nèi)部有關(guān)信息方面的共享效果更加良好。同時，在進行電力系統(tǒng)維修時，也可以對維修的工作效率進行提升，對故障排查和系統(tǒng)調(diào)試維護產(chǎn)生的影響更為有利，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)一些較為常見的故障時，由于智能變電站內(nèi)部擁有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，會對故障的檢查、分析和判斷產(chǎn)生一定的有益作用，提供非常大的幫助，因為這些數(shù)據(jù)庫里一般都有記錄和存有系統(tǒng)內(nèi)部常見的故障情形，以及對每次故障的分析。

因此，當系統(tǒng)發(fā)生故障或不良現(xiàn)象時，智能變電站技術(shù)可以調(diào)動自身的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，來對當前的發(fā)生故障進行以往故障記錄的搜索和分析，來對當前故障進行判斷，找出相關(guān)問題的所在之處，配合其自動故障報警特點，讓系統(tǒng)產(chǎn)生故障時的解決效率大大提升，同時也更加精準和有效。其內(nèi)部的智能技術(shù)，也會對故障發(fā)生時具體的信息情況進行記錄，并且對故障發(fā)生的原因進行分析和統(tǒng)計，通過一定的智能歸類來幫助技術(shù)人員給出故障解決的建議，也可以對其故障處理提供有效且有益的幫助，使工作人員處理系統(tǒng)故障的速度加快。

3.3 對信息交互產(chǎn)生的影響

智能變電站技術(shù)讓電力系統(tǒng)之間的聯(lián)動性更強，對內(nèi)部數(shù)據(jù)和信息的分析具有更強的整體性和一體性、統(tǒng)一性。同時，也使系統(tǒng)內(nèi)部及其他系統(tǒng)信息之間的交互性和共享性進行提升，通過智能變電站中的機器人系統(tǒng)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)部的圖像進行更全面和積極的獲取，并且在后臺對機器人進行一定的操控從而發(fā)揮機器人的智能作用，進行巡檢，機器人憑借自身智能系統(tǒng)和設(shè)備特點，可以在巡檢的過程中對重點位置進行相關(guān)信息的收集和采集，記錄調(diào)動系統(tǒng)內(nèi)部，對巡檢的位置進行綜合判斷，從而得出此部分繼電保護工作進行的正常與否。若得出繼電保護工作進程異常的情況，可以進行警報工作，引起工作人員的注意，從而對其進行檢修和維護，較大提高了內(nèi)部的工作效率和工作人員發(fā)現(xiàn)問題、檢修問題的效率。

3.4 對傳遞模式產(chǎn)生的影響

智能變電站技術(shù)的出現(xiàn)，對繼電保護的傳遞模式進行了改變，在智能變電站技術(shù)產(chǎn)生之前，在使用傳統(tǒng)變電器的時候，一般有關(guān)信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化和傳遞是通過光纖來完成的，根據(jù)當前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，傳統(tǒng)變電器通過光纖進行信息傳遞這一方式具有一定的遲延性，因此在相關(guān)電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生信息轉(zhuǎn)換的時候，可能受相關(guān)遲延性的影響，產(chǎn)生一定的誤差或失誤加重風(fēng)險的出現(xiàn)。因此，智能變電站技術(shù)的出現(xiàn)將這一情況進行了緩和與改變，在智能變電站技術(shù)下，有關(guān)信息數(shù)據(jù)的傳遞和運輸都被有效的改變，使得其傳遞的效率大大提升，變得快速，也使其變得高效，減少了遲延情況的產(chǎn)生，因此讓信息轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生錯誤的概率也有所降低。

3.5 對信息記錄的影響

眾所周知，智能變電站技術(shù)相較于傳統(tǒng)變電站技術(shù)來說，獲得了更加良好的進步和突破，使其與傳統(tǒng)變電站擁有的不同之處是，智能變電站在對繼電保護進行的過程中，能夠讓其內(nèi)部器件上獲取到的信息進行及時地記錄，不受時間地點空間上的影響，使所獲取的信息記錄更加全面充足，對于多個不同來源之處的信息，智能變電站仍然可以在其對繼電保護運行的體系下，對這些不同的信息進行同一時間的及時記錄和代處理，等等。因此，不可否認的是，智能變電站技術(shù)對繼電保護產(chǎn)生的積極有效的作用確實很顯著，相比較傳統(tǒng)變電站來說，智能變電站技術(shù)的出現(xiàn)，也讓該方面的技術(shù)創(chuàng)新和研究得到了更多社會相關(guān)部門的關(guān)注，引起了更多人員的重視。

4 優(yōu)化智能變電站技術(shù)對繼電保護的策略

4.1 延遲電壓限定

在相關(guān)繼電保護系統(tǒng)中，系統(tǒng)能否良好有效的穩(wěn)定運行，不光與智能變電站技術(shù)息息相關(guān)，同時也對電網(wǎng)的維持穩(wěn)定的工作有著重要的價值和意義，因此智能變電站在運行時，相關(guān)外部電流如果出現(xiàn)短路情況，會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的電流超復(fù)合承載，出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，而這也是不可避免的一種現(xiàn)象。所以繼電保護系統(tǒng)穩(wěn)定性需要面臨此方面的問題和挑戰(zhàn)，可以通過延遲電壓限定來進行調(diào)配和管控。讓系統(tǒng)內(nèi)部的電流被高效、嚴格地監(jiān)測著，一旦電流出現(xiàn)問題，就會有相關(guān)警示系統(tǒng)發(fā)出警報，從而讓繼電保護能夠良好不被打亂地進行著。

4.2 完善線路保護計劃與方案

目前，我國相關(guān)電力保護的主要方法縱聯(lián)差動，這也是由于電力系統(tǒng)具有的自身特點。電力系統(tǒng)中涉及的高低壓配電，發(fā)電廠或變電站，都要與其相關(guān)的配電系統(tǒng)共同進行完善和改良，能夠保證繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。當前，相關(guān)變電站的發(fā)展也越來越自動化，因此對于相關(guān)的管理模式也要不斷地進行創(chuàng)新和思考，進行有效的改良，來應(yīng)對當前變電站系統(tǒng)化自動化的發(fā)展，讓智能變電站技術(shù)能夠得到良好應(yīng)用，并將其有效推廣，使其發(fā)展得更加良好和有效。

4.3 提升相關(guān)人員業(yè)務(wù)水平

在智能變電站技術(shù)繼電保護工作方面來說，不光要對其電路系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)器件，以及涉及的技術(shù)進行改革和創(chuàng)新，同時也要對相關(guān)工作人員的工作業(yè)務(wù)能力進行提升，由于智能變電站技術(shù)在不斷發(fā)展，相關(guān)工作人員的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平也要跟得上該方面的變化。相關(guān)電力部門應(yīng)該注重工作人員的業(yè)務(wù)能力水平的提升和培養(yǎng)，將工作人員和相關(guān)技術(shù)人員的實踐能力、計算機操作水平與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的知識水平都進行提升和培訓(xùn)，內(nèi)外結(jié)合，共同提升繼電保護系統(tǒng)的發(fā)展，也能夠讓智能變電站技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和有效。同時，其發(fā)展之路也能更加快速和良好。

5 結(jié)語

伴隨著我國當前技術(shù)科技的發(fā)展，信息技術(shù)不斷地與各種行業(yè)之間進行融合，智能變電站技術(shù)作為我國電力系統(tǒng)中較為重要的一個部分，對繼電保護的影響較大。所以對智能變電站技術(shù)進行有效地掌握，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了解是非常有必要的。同時，也要對其運行模式時刻關(guān)注，了解其自身具體的優(yōu)點，將運行模式中存在的不足進行改良和彌補，掌握智能變電站技術(shù)對繼電保護系統(tǒng)的重要影響，通過相關(guān)技術(shù)人員的配合，將電力系統(tǒng)的維護工作做得更好，使我國電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠，保障我國電力系統(tǒng)的良好發(fā)展前景。