IEC618500標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)踐

吳星

摘要：近幾年來，隨著我國電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，超大容量及特高壓規(guī)模的電網(wǎng)也廣泛應(yīng)用，這些新的變化與嘗試給電網(wǎng)系統(tǒng)整體的安全與可靠運(yùn)行帶來了極大的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行問題，電力企業(yè)在智能變電站中應(yīng)用了繼電保護(hù)技術(shù)，該技術(shù)對(duì)智能變電站的良好運(yùn)行具有積極意義。

關(guān)鍵詞：IEC618500標(biāo)準(zhǔn)；智能變電站；繼電保護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）12-0108-02

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展的就不斷深入，我國相關(guān)部門及用戶對(duì)電網(wǎng)供電可靠性的要求也隨之增高。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)及技術(shù)正是在這一形勢下應(yīng)運(yùn)而生的，它的出現(xiàn)給我國電網(wǎng)事業(yè)發(fā)展注入了新的活力，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行更加規(guī)范，對(duì)我國電網(wǎng)事業(yè)的健康發(fā)展具有重大意義。

1 智能變電站基本內(nèi)容及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

1.1 智能變電站基本內(nèi)容

智能變電站與傳統(tǒng)變電站存在一定差異，智能變電站是在內(nèi)部利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)組成智能化與系統(tǒng)化的一次及二次設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化操作，對(duì)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行具有重要意義。其主要以信息化網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，在變電站內(nèi)部其所儲(chǔ)存的所有信息都可以利用該信息化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享及其他操作，使整個(gè)變電站的監(jiān)控與管理更加趨于科學(xué)化。

1.2 智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息化與數(shù)字化，整個(gè)變電站有著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，根據(jù)該變電站技術(shù)特點(diǎn)可以將整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)結(jié)構(gòu)層（站控層、過程層、間隔層）。過程層主要有變壓器、斷路器、隔離開關(guān)及互感器等一次設(shè)備，而間隔層則主要是一些繼電保護(hù)及測控裝置，其主要功能為監(jiān)測，站控層則是指一些通信控制系統(tǒng)及數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，利用這些系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)變電站的監(jiān)視、控制與信息交互，是智能變電站的主要操作層。

2 智能變電站對(duì)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)信息的影響

智能變電站中電子式互感器替代了傳統(tǒng)電磁式互感器，其中繼電保護(hù)源數(shù)據(jù)的基本性質(zhì)也發(fā)生了變化。電子式互感器線性速度、響應(yīng)速度較快，并且在很大程度上能夠確保數(shù)據(jù)的同步性與及時(shí)性，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性具有良好保障。此外，智能變電站中所運(yùn)用的二次信息網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，使變電站間隔保護(hù)更加靈活快捷。并且利用網(wǎng)絡(luò)化傳輸帶獲取的保護(hù)數(shù)據(jù)更具有時(shí)效性與真實(shí)性。在智能變電站中利用IEC61850進(jìn)行統(tǒng)一建模，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站所有設(shè)備建模的一體化，其一體化主要體現(xiàn)在IED設(shè)備中的CID文件及變電站中的SCD文件上。

3 IEC618500標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)踐

3.1 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

所謂的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是《變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議》的總稱，是適合在智能變電站中應(yīng)用的通信體系，其是一種通信協(xié)議，基本內(nèi)容主要包括基本原則、對(duì)通信總體質(zhì)量要求、相關(guān)術(shù)語及環(huán)境條件，還有一些輔助服務(wù)要求、模型相關(guān)要求、工程要求及變電站通信結(jié)構(gòu)等多種因素構(gòu)成。從IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的整體內(nèi)容出發(fā)，該協(xié)議內(nèi)容具有先進(jìn)性、開放性與完整性等諸多優(yōu)勢。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)不論是從邏輯角度來講還是從其功能性來講都具有獨(dú)特性，它在智能變電站中不僅能夠起到控制、監(jiān)視與保護(hù)等作用，其還能夠?qū)⒅悄茏冸娬驹O(shè)備分為三層，分別為變電站層、過程層及間隔層，并對(duì)每一層的接口進(jìn)行了有效定義。

3.2 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)踐

繼電保護(hù)系統(tǒng)及技術(shù)本身對(duì)智能變電站的可靠運(yùn)行具有重要影響，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站中運(yùn)用繼電保護(hù)技術(shù)，改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)信息采集與傳輸?shù)饶Ｊ?，?shí)現(xiàn)了智能變電站繼電保護(hù)過程的智能化及網(wǎng)絡(luò)化，為智能變電站穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。為了深刻了解IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)，筆者對(duì)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)作業(yè)的全過程及功能實(shí)現(xiàn)條件進(jìn)行了詳細(xì)分析：

（1）IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程分析。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)功能存在本質(zhì)性區(qū)別，利用繼電保護(hù)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信方式，避免了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)部數(shù)字或模型轉(zhuǎn)換，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)能夠做出相關(guān)功能運(yùn)算，使整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行過程更加簡單化，便于操控。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下的智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)在應(yīng)用中采用的是電子互感器裝置，利用電子互感器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的有效采集，同時(shí)還可以將采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，運(yùn)用光纖將這些數(shù)字量傳送到智能變電站間隔層的數(shù)字接口中，而后再傳送到微機(jī)保護(hù)設(shè)備中，從而使微機(jī)保護(hù)設(shè)備發(fā)生跳閘等繼電保護(hù)措施，以此來保證智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。我國為了保障智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，為人們提供安全電能，對(duì)電網(wǎng)公司提供出相關(guān)規(guī)范要求，繼電保護(hù)裝置正常工作運(yùn)行取決于該系統(tǒng)相關(guān)保護(hù)的采樣值，利用變電站內(nèi)部的互感器，并通過FT3等相關(guān)協(xié)議可以成功將采樣值輸送到合并單元，而后合并單位再根據(jù)IEC61850-9-2規(guī)約將保護(hù)遙測量傳送到繼電保護(hù)裝置上，同時(shí)他要保證合并單元與相應(yīng)保護(hù)裝置的狀態(tài)保持一致性，只有這樣才能保證繼電保護(hù)裝置的合理采樣與運(yùn)行。

（2）IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的條件。在智能變電站運(yùn)行過程中影響繼電保護(hù)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的因素有很多，那么y在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下要充分發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)在智能變電站中的作用力，應(yīng)從三方面入手。首先是交換機(jī)的使用，在智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行中要想實(shí)現(xiàn)信息傳輸，那么就需要使用交換機(jī)，它是變電站信息傳輸過程中必不可少的通信設(shè)備，其安全性能及相關(guān)技術(shù)設(shè)定會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置的功能發(fā)揮造成直接性影響。在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下要想實(shí)現(xiàn)智能變電站系統(tǒng)信息傳輸，發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)功能性，應(yīng)在其采樣傳輸期間組建一個(gè)過程層，該過程層所處的電磁環(huán)境一般比較敏感，所以應(yīng)選擇工業(yè)級(jí)交換機(jī)，從而為變電站大容量信息傳輸提供安全保障。其次，在智能變電站中采用同步技術(shù)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能發(fā)揮有賴于分布式模式，同時(shí)還要求在智能變電站系統(tǒng)內(nèi)部采用同步技術(shù)，從而減少或避免繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的失誤。再者需要在智能變電站中采用通信冗余結(jié)構(gòu)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下要保證智能變電站信息網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，不僅要依據(jù)科學(xué)規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還需要采用通信冗余結(jié)構(gòu)技術(shù)共同維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行。

4 結(jié)語

智能變電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，直接關(guān)系著整個(gè)電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下的智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化、智能化與數(shù)字化，同時(shí)融合網(wǎng)絡(luò)、通信及電子等先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，可以使繼電保護(hù)系統(tǒng)更加完善，從而為智能變電站整體運(yùn)行提供安全保障。

參考文獻(xiàn)

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