电力系统中智能变电站的继电保护技术 范玉学

电力系统中智能变电站的继电保护技术范玉学

发表时间：2018-07-09T11:03:07.407Z 来源：《电力设备》2018年第6期作者：范玉学费翾博张晋菁马悦

[导读] 摘要：目前智能变电站技术发展方兴未艾，代表了变电站自动化技术发展方向，是智能电网建设的重要组成部分。

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摘要：目前智能变电站技术发展方兴未艾，代表了变电站自动化技术发展方向，是智能电网建设的重要组成部分。重点探讨了智能变电站继电保护架构体系，从而研究了智能变电站技术对继电保护的数据信息及保护原理、继电保护实现机制与架构体系、继电保护的设计和调试与运维的影响。在我国经济快速发展背景下，智能变电站技术得到较为广阔的发展空间，其对电网系统的继电保护也起到了巨大的影响与作用。

关键词：智能变电站技术；继电保护

引言

目前智能变电站技术发展方兴未艾，代表了变电站自动化技术的发展方向，是智能电网建设的重要组成部分。重点探讨了智能变电站继电保护架构体系，从而研究了智能变电站技术对继电保护的数据信息及保护原理、继电保护实现机制与架构体系、继电保护的设计和调试与运维的影响。

1智能变电站技术的概念分析

从整体结构上讲，智能变电站主要包含了信息平台及高压设备两类核心设备。其中信息平台主要又包含了三个核心部分，即一体化监控系统（主要功能收集信息并有效整合信息）、虚拟装置及数字化工具（实现信号类型转换及数字化服务）、数据通讯网关机（提供数据服务并实现数据优化与远程浏览）。从信息平台的功能来看，主要也有两个方面的功能，其一，纵向来说即是实现信息的标准化，即将收集及分析的信息源格式进行统一，并实现对上层应用支撑的透明化；其二，从横向来讲，则是实现信息的统一化，即通过通讯技术将信息进行有效传输，从而实现信息共享功能。

智能变电站的高压设备，主要由电子互感器、智能变压器、智能开关等构成。其中电子互感器的主要作用即是将电网系统的各个元器件进行有效连接，并实现数据共享，从而提高智能变电站在调节过程中的系统协调性。而智能变压器，则主要通过连接通信光纤，从而实现对变压器实时状态的监管（主要监测电压、功率等信息），一旦变压器运行状态发生异常时，便由信息平台发出预警信息，控制系统则能够及时的接受信息并进行判别处理，以此有效降低了变压器的管理成本。而智能高压开关设备，则是具有电子设备、传感器和执行器等设备的高性能自动化开展，其能够通过监测诊断电网设备的实时状态，并及时的切断出现故障的设备，以此有效保护电网系统的安全。 2电力系统中智能变电站继电保护技术分析

2.1过流电限定保护

智能变电站在运行过程中，由于受到电流过载因素的影响，容易造成电力系统外部断路，这种超负荷电流能使外部发生故障导致跳闸。因此，需要在电力系统智能变电站中采用过流电限定的方式对电路进行保护，如果发生超负荷电流现象，则能够及时向变电站智能终端发出警报，同时由智能系统对其进行有效的保护措施，从而提升继电保护系统的稳定性和可靠性。

2.2线路继电保护技术

在智能变电站继电保护内，线路继电保护具有非常重要的地位，对于线路安全具有十分重要的意义。在线路继电保护实施中，应该实时监控智能变电站的运行状态，随时了解智能变电站的运行情况，一旦出现故障，监控系统能够立刻发现并作出预警，继而，相关工作人员可以及时采取对策进行处理，保护线路安全。如果条件允许，还可以根据实际情况在智能变电站线路上安装测控装置，该装置的主要功能就是对智能变电站运行状态进行检测，然后将测控数据传输到网络体系内，继电保护会对监测数据进行分析，然后根据结果，对智能变电站下达具有针对性的继电保护指令，控制线路的正常运行。

2.3变压器继电保护

在智能变电站内，变压器继电保护的主要功能就是保护相关元件。在变压器继电保护装置内，在后备部分安装中，集中安装模式最为合适，这种安装模式的选取，可以促进继电保护在智能变电站中发挥最大的保护作用。在运行过程中，变压器继电保护的核心模块是非电量保护，这种保护模式要求其与电缆进行连接，此外，还要与继电保护装置进行连接。在运行过程中，如果变压器收到不良因素的影响，非电量保护模块就会自动切入跳闸状态，并发出跳闸指令，及时有效的缓解由于不良因素的干扰而可能造成的线路故障，确保变压器安全、稳定的运行，同时保证线路安全。

3智能变电站技术在继电保护中影响及作用

3.1对电网数据保护系统建设的影响

从继电保护的数据信息与保护原理的角度来看，智能变电站技术相对于传统变电站技术有了很大的突破，其对继电保护的影响也是十分明显，总结起来大抵有以下重要的影响：智能变电站技术采用的电子互感技术首先是解决了电磁互感技术对电网系统性能的影响问题，这为电网系统数据保护及继电保护的准确性奠定了基础。然而电子互感技术由于其信息的交互与传递等性能，偶尔会导致数据延迟，这也为继电保护造成了异性的影响。但总体上讲，电子互感技术在电网建设中的信息深入评估、响应速度层面具有明显的优势，也对继电保护产生了积极的影响与作用。

3.2智能变电站技术对继电保护的设计、调试与运维的影响

站在智能变电站的设计、调试、运维的全生命周期链条的视角，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下4个方面。1）智能变电站的继电保护构成形态和运行模式发生了很大变化，继电保护的测试方法、周期等继电保护运维技术标准与规范的研究与编制严重滞后。2）二次信息的网络化传输使得继电保护二次回路可以监测，使得继电保护设备状态检修成为可能。3）基于IEC61850的统一建模，使得变电站所有设备的建模一体化（集中体现为变电站的SCD文件和IED设备的CID文件），当面临变电站扩建、设备变更等需求时，如何动态修改配置SCD文件及CID文件是目前所有已投运的智能变电站遇到的难题。4）目前IEC61850及智能变电站技术仍然处于发展变化阶段，由于对IEC61850的理解差异性以及扩展定义的不规范性，给智能变电站设计、调试与运维带来挑战，而继电保护专业正是其中的重点和难点。目前大多数的智能变电站试点都需要业主、设计院、集成商、设备厂家、调试单位反复协调，不断修改方案。而变电站投入运行后，运行单位往往难以摆脱对调试单位和生产厂家的依赖，给电力系统的安全运行带来隐患。这种