電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)

楊琰沖 張萌

（國(guó)網(wǎng)河南省電力公司三門(mén)峽供電公司，河南 三門(mén)峽 472000）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的智能變電站在國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模的建設(shè)和投運(yùn)，智能變電站應(yīng)用在其運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中，變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性直接決定著變電站能否高效、安全的運(yùn)行，因此有關(guān)工作人員必須要重視智能變電站繼電保護(hù)可靠性的研究與分析，這對(duì)實(shí)際工作有著巨大的意義。

一、智能變電站繼電保護(hù)概念分析

智能化變電站需要設(shè)置站控層、間隔層以及過(guò)程層，同時(shí)在站控層和過(guò)程層內(nèi)，配置控制網(wǎng)絡(luò)，使智能變電站具備三層兩網(wǎng)的功能。變電站承擔(dān)繼電保護(hù)職責(zé)，主要依靠站控層網(wǎng)絡(luò)，將日常運(yùn)行期間出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，設(shè)置成修改文件以及錄波文件，方便控制繼電保護(hù)工作。而變電站繼電保護(hù)工作，借助過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，下達(dá)開(kāi)關(guān)、鎖閉以及跳閘等命令，保證繼電保護(hù)技術(shù)，有效保護(hù)智能變電站的安全運(yùn)行能力。在智能變電站繼電保護(hù)工作過(guò)程中，需要按照IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)，將電力網(wǎng)絡(luò)與繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)建立連接關(guān)系。在IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)體系中，需要借助模型的方式對(duì)智能化繼電保護(hù)與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行區(qū)分，傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，每個(gè)實(shí)體設(shè)備內(nèi)可配置不同的邏輯設(shè)備，每個(gè)邏輯設(shè)備按照功能設(shè)定成獨(dú)立的單元，通常分為跳閘回路單元，保護(hù)算法單元以及采樣值處理單元等。

二、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)面臨的問(wèn)題

（一）繼電保護(hù)系統(tǒng)安全性較低

智能變電站中的繼電保護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，其中包含有很多電子裝置，對(duì)行業(yè)工作人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)這些電子裝置的合理利用并不是一件簡(jiǎn)單的事情，譬如時(shí)間同步裝置和網(wǎng)絡(luò)交換裝置等，這些裝置既是系統(tǒng)保護(hù)中面臨的問(wèn)題，也是保護(hù)工作中的重點(diǎn)。

（二）運(yùn)行維護(hù)管理不到位

結(jié)合當(dāng)前的智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)管理工作分析，很多企業(yè)過(guò)于重視對(duì)系統(tǒng)使用環(huán)節(jié)的管理，系統(tǒng)運(yùn)行后期得不到有效管理。由于智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備和各項(xiàng)維修設(shè)備保持獨(dú)立狀態(tài)，維修人員僅注重維修，將損壞的設(shè)備直接更換，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備缺乏科學(xué)管理，影響企業(yè)的總體效益。

（三）維修不及時(shí)

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部的合并單元與智能終端保護(hù)設(shè)施數(shù)量比較多，在一定程度上會(huì)增加設(shè)備的維修難度。如果繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中的合并單元發(fā)生故障，維修人員沒(méi)有及時(shí)維修，系統(tǒng)內(nèi)部的保護(hù)設(shè)備會(huì)立即暫停運(yùn)行，供電系統(tǒng)運(yùn)行水平明顯下降。

三、電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)

（一）變電站繼電保護(hù)技術(shù)分析

智能變電站中不可缺少的一項(xiàng)組成部分就是變壓器，其作用能夠?qū)λ械脑M(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，另外在安裝變壓器繼電保護(hù)裝置時(shí)，比較完善的一種運(yùn)行模式通常情況下為安裝模式，通過(guò)科學(xué)的使用這種模式，可以促進(jìn)變電站繼電保護(hù)的作用得到充分的發(fā)揮出來(lái)。

（二）過(guò)流電限定保護(hù)技術(shù)分析

在智能變電站之中，如果運(yùn)行中出現(xiàn)了電流過(guò)載,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)外部出現(xiàn)一定的短路，當(dāng)電流超出負(fù)荷的狀況下，就會(huì)在一定程度上致使外部出現(xiàn)故障，再加上也會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘。因此在對(duì)電力系統(tǒng)智能化變電站建設(shè)中，需要合理的應(yīng)用 過(guò)流電限定方式,保證可以對(duì)電路起到保護(hù)作用，假如出現(xiàn)超負(fù)荷的電流，可以在第一時(shí)間之內(nèi)發(fā)出警報(bào)，而其中的智能系 統(tǒng)在接受到相關(guān)信息后就能實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，這樣做的目的不僅 能促進(jìn)繼電保護(hù)過(guò)程中的可靠性，還能不斷提高其安全性。

（三）合理利用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)是通過(guò)間隔智能終端機(jī)實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的提供，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，當(dāng)然對(duì)采樣值組網(wǎng)進(jìn)行利用也能達(dá)到類(lèi)似的效果，在信息傳遞中，母差保護(hù)裝置的容納量會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)報(bào)文流量的影響，不利于提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，需要行業(yè)工作人員完善對(duì)這種結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解，增強(qiáng)對(duì)備用芯的使用力度，提高環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效率。

（四）合并單元的隔離措施

該單元主要作用是將一些交流采樣的數(shù)據(jù)提供給保護(hù)設(shè)備。當(dāng)一次設(shè)備的運(yùn)行帶電、間隔合并部分發(fā)生故障或者相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，隔離的安全范圍應(yīng)當(dāng)包含能夠接收交流采樣數(shù)據(jù)的全部保護(hù)監(jiān)控設(shè)備。就線路的保護(hù)來(lái)講，本間隔合并單元所產(chǎn)生的故障將會(huì)導(dǎo)致保護(hù)設(shè)備的采樣產(chǎn)生異常，保護(hù)功能出現(xiàn)閉鎖，為了避免保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障，可以退運(yùn)相關(guān)的保護(hù)設(shè)備。

四、智能變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化

智能變電站的繼電保護(hù)是在 IEC61850 的標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)行的，其統(tǒng)一性既是優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也是缺點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一也就意味這是處在完全透明的電網(wǎng)環(huán)境中，這也就表明在整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行中將會(huì)面臨來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的惡意攻擊，對(duì)整個(gè)變電站的信息安全造成威脅。對(duì)于我國(guó)的智能變電站來(lái)說(shuō)，在快速發(fā)展的同時(shí)，所應(yīng)用到的電子設(shè)備不斷的增加，為了提高變電站運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，在電子設(shè)備應(yīng)用方面也是具有很高的要求，對(duì)于電子設(shè)備的選擇需要根據(jù)實(shí)際情況，避免外界環(huán)境所帶來(lái)的干擾，通過(guò)對(duì)電子設(shè)備所受到的干擾因素分析，可以采用穩(wěn)定的光纜對(duì)其系統(tǒng)中的故障問(wèn)題及時(shí)修復(fù)，將一些不合理的地方做出優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)常規(guī)性的繼電保護(hù)配制方法進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，根據(jù)智能變電站作為電網(wǎng)建設(shè)時(shí)候的核心，并且組織過(guò)程中模式和有關(guān)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究，可以全面提高智能變電站的整體技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要幫助。