智能變電站技術(shù)及其對(duì)繼電保護(hù)的影響探析

程曉通+孫文文

摘 要：在科技發(fā)展的作用下，各個(gè)領(lǐng)域都開(kāi)始引入智能化和現(xiàn)代化設(shè)備，電力作為人們生產(chǎn)和生活不可或缺的資源，采用智能化技術(shù)來(lái)保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行是必然之舉。智能變電站技術(shù)就是在充分采用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)之后產(chǎn)生的智能化系統(tǒng)?？梢哉f(shuō)智能變電站技術(shù)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要部分，在很大程度上可以影響繼電保護(hù)的運(yùn)行。文中就以智能變電站技術(shù)及特點(diǎn)作為切入點(diǎn)，研究智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的影響作用。

關(guān)鍵詞：智能變電站技術(shù)；繼電保護(hù)；電力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.137

在科技不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，智能變電站技術(shù)也在發(fā)展的過(guò)程中不斷完善，逐漸成為智能電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。智能變電站技術(shù)的應(yīng)用會(huì)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生一定的影響，繼電保護(hù)的裝置將面臨全面革新，數(shù)據(jù)信息的交流形式也發(fā)生轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)處理和儲(chǔ)存的可靠性能也有了很大的提升。文中就對(duì)智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的影響做進(jìn)一步研究，旨在提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 智能變電站技術(shù)及其特點(diǎn)

1.1 智能變電站的體系結(jié)構(gòu)

智能變電站系統(tǒng)主要三層兩網(wǎng)構(gòu)成，三層指的是站控層、間隔層和過(guò)程層，兩網(wǎng)是指站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，站控層的作用是傳輸、修改和錄播文件等，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的作用是對(duì)采樣值、開(kāi)關(guān)狀態(tài)和跳閘等信號(hào)的傳輸，針對(duì)過(guò)程層而言時(shí)效性和可靠性是考驗(yàn)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是智能變電站繼電保護(hù)的重要性能。

1.2 智能一次設(shè)備

電壓設(shè)備在電網(wǎng)中是最基本的組成部分，智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別就在于，智能電網(wǎng)采用的是高壓設(shè)備，它是通過(guò)傳感器來(lái)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以此，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的可控制性和自動(dòng)化。

1.3 智能設(shè)備與順序控制

智能變電站的實(shí)行就是為了達(dá)到減員增效的目的，智能變電的區(qū)域監(jiān)控中心可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的目標(biāo)，通過(guò)對(duì)智能化的高壓設(shè)備實(shí)行順序控制，在調(diào)度中心和后臺(tái)發(fā)出校對(duì)正確的指令之后，設(shè)備才能執(zhí)行自動(dòng)控制的動(dòng)作指令。在設(shè)備發(fā)生緊急故障時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程界面遙控，來(lái)控制故障范圍，實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)的自動(dòng)化。

2 智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的影響

2.1 對(duì)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)信息與保護(hù)原理的影響

智能變電站技術(shù)相對(duì)與以往的變電站自動(dòng)化技術(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)信息處理方面的影響較大，下面就對(duì)相關(guān)的影響因素進(jìn)行分析：

（1）電子互感器替代電磁互感器。智能變電站技術(shù)中將原來(lái)的電磁互感器替換成電子互感器，對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)源產(chǎn)生了一定的變化。在使用電子互感器之后以往繼電保護(hù)中針對(duì)電磁互感器所設(shè)置的算法和原理都需要重新進(jìn)行規(guī)劃，此外，電子互感器在采樣之后會(huì)之間進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，這就有可能會(huì)造成數(shù)據(jù)同步延遲的問(wèn)題，這將對(duì)繼電保護(hù)的運(yùn)行效果帶來(lái)很大影響。

（2）數(shù)據(jù)處理方式發(fā)生改變。智能變電站中是依據(jù)ICE61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)二次體系進(jìn)行重新建模，這就造成繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)處理和相應(yīng)手段發(fā)生改變。在應(yīng)用ICE61850標(biāo)準(zhǔn)之后，各個(gè)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)了互通和互換，二次數(shù)據(jù)信息也實(shí)現(xiàn)了信息共享，這對(duì)于數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存和保護(hù)來(lái)說(shuō)，創(chuàng)造了更加可靠的數(shù)據(jù)處理手段，致使繼電保護(hù)形成了新的保護(hù)常態(tài)。

（3）數(shù)據(jù)傳輸方法發(fā)生改變。以往的繼電保護(hù)中使用的數(shù)據(jù)傳輸方式為在設(shè)備之間鏈接電纜，將電纜作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椤６悄茏冸娬臼菍⒂芯€(xiàn)傳輸轉(zhuǎn)變成無(wú)線(xiàn)傳輸，利用網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸之后，使得繼電保護(hù)更具靈活性，同時(shí)支持大量的數(shù)據(jù)信息傳輸。

2.2 對(duì)繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制與體系的影響

相對(duì)于變電站自動(dòng)化技術(shù)而言，智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與體現(xiàn)的影響變現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）智能化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換替代原有的數(shù)據(jù)交流工作。以往的繼電保護(hù)數(shù)據(jù)交流是通過(guò)采樣、計(jì)算、出口等步驟進(jìn)行操作，而智能變電站技術(shù)實(shí)行之后僅需要利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換即可。將原有的操作流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，在繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中，不再需要對(duì)保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)信息和保護(hù)對(duì)象進(jìn)行捆綁，在很大程度上提升了數(shù)據(jù)信息交流和繼電保護(hù)的靈活性能。

（2）改變繼電保護(hù)自動(dòng)化的不可控問(wèn)題。依據(jù)ICE61850標(biāo)準(zhǔn)所建設(shè)的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通過(guò)采用網(wǎng)絡(luò)化交換和交換機(jī)智能化可以有效杜絕以往繼電保護(hù)中存在的不可控問(wèn)題。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)是智能化變電站的重要體現(xiàn)，通過(guò)交換機(jī)智能電子設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的交換情況進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警，繼電保護(hù)可以實(shí)時(shí)了解數(shù)據(jù)交換的實(shí)際情況，在遇到突發(fā)問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)智能化設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，在很大程度上提升了數(shù)據(jù)交換的可靠性。

（3）將原有的以繼電保護(hù)裝置為中心的運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變成對(duì)等信息的交換模式。智能變電站技術(shù)就是通過(guò)采用對(duì)等信息交互模式來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)需綁定的保護(hù)裝置，在很大程度上提升了保護(hù)動(dòng)作的時(shí)效性。通過(guò)這種信息交互模式使得變電站內(nèi)部的數(shù)據(jù)得以重建，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的信息共享技術(shù)。

2.3 對(duì)繼電保護(hù)架構(gòu)調(diào)試與運(yùn)維的影響

相對(duì)于繼電保護(hù)架構(gòu)調(diào)試和運(yùn)維方面而言，智能變電站技術(shù)的實(shí)行對(duì)原有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生以下影響：

（1）引用智能變電站技術(shù)之后，繼電保護(hù)的構(gòu)成以及運(yùn)行模式產(chǎn)生了巨大的改變，原有繼電保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)維技術(shù)以及無(wú)法滿(mǎn)足智能變電站技術(shù)的發(fā)展，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

（2）智能變電站技術(shù)下的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化傳輸技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)的二次回路監(jiān)測(cè)，在很大程度上改進(jìn)了繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢修操作。

（3）智能變電站技術(shù)是依據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)二次系統(tǒng)進(jìn)行建模，致使變電站的相關(guān)設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了一體化建模。這種情況下，一旦出現(xiàn)需要更換的設(shè)備以及需要對(duì)變電站進(jìn)行改建的操作，智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)將面臨著實(shí)時(shí)更改數(shù)據(jù)庫(kù)文的難題，這個(gè)問(wèn)題也是智能變電站技術(shù)一直沒(méi)有得到解決的問(wèn)題之一。

3 結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情勢(shì)下，推進(jìn)了我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)，電力行業(yè)作為提供生產(chǎn)能源的行業(yè)也需要積極向現(xiàn)代化和智能化邁進(jìn)。而智能變電站技術(shù)是推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要一環(huán)，這就要求相關(guān)技術(shù)人員對(duì)智能變電站技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行進(jìn)一步研究，并且對(duì)智能化變電站對(duì)繼電保護(hù)的影響進(jìn)行分析，旨在找出智能變電站技術(shù)在應(yīng)用中的問(wèn)題，維系電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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