智能变电站就地化继电保护技术方案研究 倪佳佳

智能变电站就地化继电保护技术方案研究倪佳佳

发表时间：2019-08-27T16:06:06.953Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：倪佳佳胡清唐禹强[导读] 摘要：本文主要研究的是智能变电站在建设过程中继电保护就地化技术的使用情况。

国网江苏省电力有限公司泗洪县供电分公司 223900摘要：本文主要研究的是智能变电站在建设过程中继电保护就地化技术的使用情况。采用“分析综合法”作为主要的研究手段，以就地化的作用以及配置原则作为切入点。详细介绍了智能变电站就地化继电保护的实施方式。

关键词：智能变电站；就地继电保护；施工方案引言

随着科学技术的不断发展，电力设备的更新也逐渐加快了脚步，这其中智能变电站的推广以及普及就是一个很好的佐证。目前，智能变电站的二次设备正在向户外过渡，就地化安装的形式纷纷出现，这对于智能变电站的发展起到了十分重要的促进作用。

一、就地化介绍

（一）作用

1.节省投资

继电器就地化技术比较突出的特点就是将继电器的安装由小室转移到了户外，通过这种转移，可以减少主控制室以及小室的建造面积，同时可以让继电保护装置进行分步骤安装[1]。通过这种转变有效减低了安装所需要的成本。

2.简化二次回路

在继电器就地化技术中，比较关键的就是保护下放技术，通过对检测、保护等设备进行模块化的配置，并且将电磁抗干扰装置分布在一次设备的附近，通过这些技术的运用节省屏间的电缆，让继电器的二次回路变得更加简明、高效。

3.方便运维

就地化机电保护技术的运用，通过大量的直采信号来完成就地化的采集工作，减少了运维人员查线的工作量，从而让运维变得更加方便、快捷。

（二）技术

目前国外的就地化技术发展比较迅速，从主控制室组屏发展到小室组屏，再到安装施工现场就地柜组屏，最后发展到直接安装集成阶段。由此过程我们不难发现，该项技术逐渐淘汰掉了二次设备现场控制柜，让安装变得更加简便，同时也提高了运行的稳定性。而随着智能变电站的逐步普及，许多的智能终端以及合并单元被运用在汇控柜的安装过程中，这就为继电保护设备现场运行提供了非常良好的基础。

二、配置原则

（一）根据断路器设置保护单元继电保护就地化技术的具体运用需要按照一定的标准来进行，其中比较关键的一点就是要根据断路器设置保护单元的间隔来进行配置工作[2]。通过物理集成以及独立逻辑等方式对线路、母线以及主变进行保护的间隔保护单元，是非常重要的电子元器件，它通过将模拟量以及状态量等信息上传至过程层网络，来减少电气连接所需要的距离。

（二）满足“四性”要求想要让继电保护就地化技术发挥出应有的效果，在安装以及使用的过程中就要确保一些继电保护的基本原则。最基本的就是要满足选择性、速度性、灵敏性以及可靠性的原则。目前，智能变电站所面临的困境中，继电保护采样困难，数据真实性较低，保护动作时间长等问题是比价突出的，为了解决这些问题，就需要在就地化继电保护技术的运用过程中严格按照“四性”的具体要求来认真执行。

（三）遵循紧凑化原则就地化继电保护的主要特点就是统一化、缩小化以及实现无防护设施安装。为了达成这样的目标，就需要对于继电保护装置进行相应的修改工作，让装置内部的元器件排列以及分布变得更加紧凑、高效。同时要想办法缩小设备的尺寸，让继电保护装置能够在被保护装置的附近进行安装。在就近安装的过程中，保护装置要确保对于周围环境具有高适应能力，特别是对于周围磁场的干扰要有着很好的抵御效果，从而实现该设备的无防护安装。并且要求继电器保护设备采用标准接口，让保护装置与一次性设备可以进行快速的对接，从而提高安装以及检修的效率。

三、技术要求

（一）数据同步技术在完成就地化跨间隔保护技术之后，为了保证其功能的正常使用，就要对各个间隔子机进行准确地对时工作，为了完成时间上的精准校对，需要采用时间同步技术。目前比较常用的做法是通过对称算法来计算节点之间的传输时延，根据计算的结果来对时延进行相应的修正，在完成修正工作之后，采用差值同步算法进行同步对时作业。针对时间采样环节，主要有三种形式，点对点采样，根据外部时钟采样以及根据中断事件进行采样。这三种方式各有特点，点对点采样法，会增加环网流量的负荷，而外部时钟同步法会因为时钟的异常而造成数据精度的减低，故此不采用这两种方式。

（二）达到环境要求通过上文的介绍我们知道，就地化继电器保护设备需要安装在靠近一次设备的地方，由于脱离了小室的保护，因此受到外界干扰的影响会非常大，特别是一次设备周围的电磁场对于装置的影响，可能会导致就地化继电器保护设备失灵，为了解决这个问题，就需要让保护设备满足一些特定的要求，以适应复杂的室外环境。首先，保护设备的生产以及组装必须按照相关的标准严格执行，对于密封处接口进行仔细的处理，以满足该设备防尘、防水等要求[3]。其次，保护装置要能应对复杂的气候环境，对于高温、严寒以及高湿度等环境要有一定的抵抗能力。最后，对于保护装置的物理强度也要有一定的要求，要能抵抗一定规模的震动以及冲击，从而适应户外环境。

四、具体方案

（一）整体配置 1.线保护方式

在对双母线接线的间隔问题上，需要由间隔保护单元进行线路的保护工作，具体方式为使用两个断路器对应间隔保护单元，在进行独立采样之后再开始数据的级联工作。并且让两个保护单元中的一个完成对于双母线的保护工作。同时，另一方面间隔保护单元负责实现重合闸以及断路器失效保护功能。在线路的保护中，应该使用线路侧电压，或者是根据装置来分别配置电压切换组件。

2.母线保护

想要让母线的保护能力得到完全的发挥，就需要采用分布式保护方法。以实际的需要作为基准，把保护功能分布到各个子机中，从而确保各个子机能够独立运算，并且使用无主式母线差动保护方式。

3.变压器保护

与母线保护相同，对于变压器的保护方式与采用分布式方法，间隔保护单元与侧断路器形成对应关系，构成双向环网。在双向环网的框架下，中性点传输的电流可以被连入环网中，从而对变压器提供保护。

（二）总体架构

跨间隔保护运用主机+子机的形式，将主机安装在小室内部，保护设备SV直采，主机与子机之间构成点对点的连接方式[4]。该形式主要有以下几种特点，首先，互感器合并单元可以做到无防护就地安装。其次，线路以及母联的保护设备也可以做到就地安装，并且达到直接SV采样以及电缆跳闸。最后，当采用主机+子机模式的时候，子机一方就可以实现无防护就地安装。同时由于主机与子机之间形成了点对点的临街，提高了保护设备的可靠性，并且能够明显地减少装置的接口，对于信息共享的优化也提供了一定的帮助。

（三）运行维护技术

首先，要参考检测设备实际的运行环境，自动生成检测模板，并且依照实际情况自动进行检测项目的选择。其次，在检测装置运行的时候，模拟故障发生时的状态，形成信息的采集以及反馈工作，形成控制闭环，并且根据数据来判断保护装置的各项指标是否符合相应的标准。最后，在检测结束之后，设备可以自动产生检测报告，并且将报告实时传递给后方的主服务器，通过主服务器将报告储存在大数据库之中，方便进行统一的管控。

五、结束语

在智能变电站建设的过程中运用就地化继电保护技术，可以明显地减少智能变电站控制层面与间隔层面之间所需要的接线的数量，有效减低了维护的成本，因此应该在智能变电站建设中大力推广这项技术。

参考文献：

[1]宋爽，乔星金，卜强生，etal.智能变电站就地化继电保护技术方案研究[J].电力工程技术，2018，37（2）.

[2]吴赛，仝杰，朱朝阳，等.智能变电站就地化保护无线接入方案设计[J].电力建设，2017，38（5）：69-75.

[3]余红欣，张友强，钟加勇，等.新一代智能变电站继电保护整体方案技术研究[J].通讯世界，2017（20）：109-110.

[4]陈琦，陈福锋，张尧，等.就地化分布式母线保护性能分析[J].华电技术，2017，39（6）：6-9.