智能变电站继电保护及自动化探究

黄绍鲜

摘 要：改革开放以来，我国经济飞速发展，与此同时我国电力方面得到了飞速的进步，电力系统中已经逐渐实现了自动化管理，智能变电站的继电保护工作能够保障电路中用电设备的安全稳定运行，继电保护以及自动化研究在智能变电站中至关重要。本文从智能变电站展开分析，研究了继电保护自动化的特点，最后探究了智能变电站继电保护及自动化。

关键词：智能变电站；继电保护；自动化

随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也不断提高，我国社会已经成为了现代化社会、智能化社会，在这样的社会背景下，我国的电力线路架设范围越来越广，用电用户的覆盖范围也越来越广，继电保护是保障电网稳定运行的基础，在继电保护以及自动化研究的过程中，我们需要不断完善管理方式，才能促进继电保护水平的提高。当今社会中电力项目越来越多，智能变电站的建设以及继电保护自动化都是电力市场发展的需求。

一、智能变电站概述

智能化变电站能够符合我国可持续发展的发展方针，也能够与社会的发展与时俱进。在智能化变电站中，变电站属于数字化、信息化、网络化的变电站。智能化变电站能夠针对电力相关的信息自动进行采集、测量以及控制与保护，在变电站中能够进行自动调节与控制，使电力系统的工作效率与管理水平都得到了有效的提高[1]。

智能电网的建设也属于智能化的建设，我国的不同能源分布的地区也不同，因此智能变电站的建设是根据我国能源分布与负荷消费地域分布特点，适应我国当前和未来社会发展所采取的电网发展方式，对各类能源，尤其是大规模风电和太阳能发电的计入和送出适应性强，能够实现能源资源的大范围、高效率配置。我国智能电网的建设已经上升至国家战略层面的高度[2]。智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转化和控制的核心平台之一，前景依然广阔。智能变电站的“智能”主要表现在以下三个方面：第一、服务于电网发展，满足电网智能化的需求。第二、面向变电站运维实现自我监视、自我诊断、自动调控，减轻运维工作压力；第三、简化变电站二次系统接线，提高系统可靠性，降低维护难度。

与原数字化变电站相比具有以下三个特点：第一是数据交换标准化。信息交换采用IEC61850规约，智能变电站中不需要网关和保护管理机。第二是二次设备网络化。用光纤取代了控制电缆，新增合并单元、IED、过程层交换机等设备。第三是一次设备初步化。采用电子式互感器、新增合并单元、智能终端、过程层交换机等过程层设备。智能变电站具有三个技术优点：第一，低碳环保。智能变电站主要是采用风能、水能、太阳能等可再生资源进行发电，这些可再生能源具有低碳环保的特点，符合我国可持续发展的方针。第二，智能变电站具有良好的交互性。智能变电站能够针对电力系统中的数据进行统计，能够记录继电保护等相关数据，与此同时，也能够保障电力系统的安全性，实现信息自动化的传递与采集。第三，智能变电站可靠性特点。智能变电站能够满足不同用电客户的需求，也能够确保电力企业的供电质量。不仅如此，在电力设备和线路的故障管理中，智能变电站也能够做好相应的检测工作，使电力设备和线路始终能够处于良好的运行状态中[3]。

二、继电保护研究

近几年，我国电力经济逐渐成为了我国社会经济的重要组成部分，为了提高对电力企业的管理，电网开始实行三集五大管理，就对内部的管理提出了更高的要求，这是国家电力企业的考验、挑战，与此同时也是发展的新契机。

智能变电站继电保护配置遵循安全、可靠原则，因为智能变电站继电保护 配置中涉及多项（如：SV、GOOSE等）网络，增加了继电保护配置的负担，为防止不同网络之间出现配置干预，加强继电保护配置在网络中的稳定性控制，应严格按照独立性原则优化保护配置；智能变电站本身具有信息化特点，则要求继电保护配置按照信息化原则进行设计，重点在配置方案中落实信息技术，引入电子设备，完善保护配置。

三、继电保护在智能化变电站中的配置和性能特点研究

（一）变压器保护

变压器的电气量保护功能可由保护装置的软件实现，包括多种原理的差动保护和全套后备保护功能，并根据需要灵活配置，进行功能调整等。变压器电气量保护一般包含以下保护功能的配置：（1） 纵联差动保护：差动速断保护；稳态比率差动保护；故障量差动保护。（2） 后备保护：复压（方向）过流保护；零序（方向）过流保护；间隙过流保护；零序过压保护；断路器失灵保护；差流越限告警；过负荷告警；零序过压告警；CT 断线告警；PT 断线告警；过载启动风冷；过载闭锁调压等，由主变主保护和后备保护两套保护装置实现对变压器的电气量保护，而非电气量保护包括瓦斯保护和温度保护则通过瓦斯继电器和温度保护装置实现。适用于智能变电站的保护装置一般具有以下性能特点：具有高性能硬件、高可靠性、强电磁兼容性、逻辑图编程、采用多种差动原理判别变压器是否发生区内故障、丰富实用的界面、完善的事件记录和故障录波功能、强大的通信功能、支持多种 GPS 对时等功能。

（二）线路保护

智能变电站的线路保护装置一般为保护测控功能合为一体，称为保护测控装置，其保护功能以电流电压保护为基本配置。其保护功能配置为：a） 三段式可经低电压闭锁和方向闭锁的过流保护；b） 三段式可经方向闭锁的零序保护；c） 过流加速保护和零序加速保护；d） 过负荷保护（告警或跳闸可选）；e） 低周减载功能；f） 三相重合闸功能；g） TV 断线判别。测控功能配置为：a） 测量量；b） 20 路外部开关量输入遥信采集；c） 断路器位置、手动分闸及事故遥信；d） 正常断路器遥控分合；e） GPS 对时输入等。

（三）母联保护

智能变电站的母联保护由母联保护装置实现，为母联充电过流保护，由两段相过流保护和一段零序过流保护构成。测控计量功能由一个单独 CPU 完成，具有交流采集、开入采集、开出控制、同期检测、间隔联闭锁、谐波监视、计量需量等功能。

（四）电容器保护

电容器保护由电容器保护测控装置实现，以电流电压保护和不平衡量保护为基本配置。其保护配置功能为：a） 二段式相间电流保护；b） 二段式零序电流保护；c） 过流反时限保护；d） 零序反时限保护；e） 欠压保护；f） 过压保护；g） 三个独立的不平衡保护；h） 自动投切功能；i） 非电量保护；j） TV 断线判别。 测控功能配置为：a） 电流、电压、功率、功率因素等測量量；b） 20 路外部开关量输入遥信采集；c） 断路器位置、手动分闸及事故遥信；d） 正常断路器遥控分合；e） 电度量累计；f） GPS 对时输入等

（五）备用电源自动投入

智能变电站的备用电源自动投入功能由备用电源自投装置实现，采用电子式互感器接入方式和GOOSE 跳闸方式；一般情况下备投及保护功能配置为：b） 过负荷联切；c） 二段式复压闭锁母联过流保护；d） 一段式零序过流保护；e） 充电保护；f） TV 断线判别等。 测控功能配置为：a） 外部开关量输入遥信采集；b） 断路器位置、手动分闸及事故遥信；c） 正常断路器遥控分合；d） 电度量累计；e） GPS 对时输入等。

总结：总而言之，我国电力水平发展越来越高，电力系统也越来越完善，继电保护工作也在社会背景与发展的驱使下，智能变电站逐渐在市场中普及，继电保护以及自动化能够有效的使继电保护工作更加完善、简单，使我国的电力水平不断提高。电力企业是我国企业的主体力量，目前风力发电、太阳能发电等多种多样的发电方式，也让我国的发电总量逐年稳步增长，智能变电站继电保护及自动化能够使电力水平不断提高，但是在电力系统运行的过程中还是有诸多问题，只有在未来的发展中不断改善，才能给人们带来更多的利益。

参考文献：

[1]罗劲松.分析智能变电站继电保护调试方法及其应用[J].信息通信，2017（7）：281-282.

[2]周健，高晓军，刘大伟.智能变电站继电保护调试方法及其应用探析[J].中国电业（技术版），2013（4）：91-91.

[3]李渊.浅谈智能变电站继电保护调试方法及应用[J].科技创新与应用，2014（34）：194-194.

[4]郑剑毅.分析智能变电站继电保护调试方法及具体运用[J].华东科技：学术版，2017（1）：233-233.