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摘要：智能变电站继电保护系统可靠运行对整个电网具有十分重要的意义和作用，是确保电力系统安全、可靠供电的前提条件。本文主要对智能变电站继电保护体系架构进行了分析，并对提高智能变电站继电保护可靠性的策略进行了探讨，以供同仁参考。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性
一、前言
智能变电站是智能电网的重要基础，现代智能变电站是以物理学为基础，利用一系列技术手段建立新型网路结构，进而影响已有的继电保护应用，它主要是根据传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术，为电力系统更好的安全与稳定。本文主要对智能变电站继电保护体系架构进行了分析，并对提高智能变电站继电保护可靠性的策略进行了探讨，以供同仁参考。
二、智能变电站继电保护体系架构
目前，智能变电站虽然不多，正在推广阶段，但智能变电站与常规变电站相比，实现了设备状态可视化，通过智能告警、智能防误等智能化高级应用和完善，减少了检修停电和故障停电时间，主要设备的使用周期得以延长，同时占地面积有一定减少，技术优势明显。与传统的变电站相比较而言，智能变电站在进行继电保护的过程当中，使用了以过程层网络为中心的体系架构，在使用过程层网络体系架构时，严格的按照电力系统自动化全球通用标准来执行。从智能变电站的逻辑功能上可将其分为站控层，间隔层，过程层。这3层中的任意两层可构成站控层网络以及过程层网络；从继电保护的层面来看，站控层网络的主要工作是负责传输整定值以及文件，并且对于相关的文件进行修改、录播以及召唤等。过程层网络的主要工作是对采样值、跳闸信号、以及开关运行状态等相关信息进行传输。站控层网络以及过程层网络的实效性与稳定性是保证智能变电站继电保护的基础。传统的变电站对于继电保护设有专门的采样值以及命令信号传输通道，但是，其传输过程当中具有一定的延时性。而智能变电站在运行过程当中，对继电保护的采样值以及命令信号的传输则使用太网数据帧的方式来进行。所以在智能变电站进行继电保护的过程当中，过程层网络拥有着非常重要的地位，只有对过程层网络进行合理的规划以及调度才能使智能变电站继电保护更好的运行。
三、提高智能变电站继电保护可靠性的策略探讨
在我国智能变电站不断发展的过程当中，给继电保护的发展也带来了新的机遇和挑战。探讨有效提高智能变电站继电保护可靠性的措施对智能电网的安全运行有重要的意义。智能变电站中智能化的一次设备、网络化的二次设备以及 IEC61850通信规范的应用，使得变电站内各个电气设备间能够进行信息共享和互操作，基于整个智能变电站信息的考虑继电保护具有可能性，运用分层配置的继电保护方案可以有效提高继电保护的可靠性。在分层配置的继电保护方案中，线路保护、变压器保护等间隔保护安排在过程层，就近直接取得MU智能操作箱的采样和操作数据信息，不依赖过程层交换机独立跳闸。多间隔的母线保护比较特殊，配置在间隔层，通过过程层交换机网络得到获得数据信息，实现保护和跳闸，如图1所示。
图1、智能变电站保护分层配置方案
在该保护方案中，具体配置如下：线路保护和变压器只含包含传统保护中的主保护和I段后备保护。线路保护保留差动保护、距离I段、零序I段等。变压器保护配置差动保护和各侧后备I段保护。母线保护的功能不发生变化，配置差动保护和断路器失灵近后备保护。线路和变压器保护的其他后备保护由站域智能保护和管理单元实现。
分层继电保护方案，实现了继电保护性能的提升，主要体现在由以下几部分：独立决策快速保护、集中决策后备保护、站域智能后备保护和控制。在分层配置的方案中，线路保护、变压器保护等主设备保护，其快速动作不需要依赖其它间隔信息，就地安放在过程层，直接和 MU智能操作箱过程层设备通过直连方式进行信息交互，即是网络信息瘫痪，主保护的动作行为不受影响，在智能变电站完全实现了传统保护性能，保护不依赖与外部通信条件可靠切除故障。在该方案中，对后备保护实现了集中控制和决策，主要完成变电站内所有一次设备的后备保护，这些后备保护包括：线路过负荷保护，线路重合闸，电源备自投，母线充电保护，变压器复合电压闭锁过流保护，变压器过负荷保护，变压器间隙过流保护，变压器间隙过电压保护等。这些保护功能的体现是一个个独立的功能模块，这些模块之间可以通过后备保护的整体逻辑来相互配合，这些配合关系与传统的继电保护类似。集中后备保护实现变电站后备保护原理和功能模块的统一，使原来分散到变压器、母线、线路和断路器保护的重复设置的后备保护得以简化，由于集中后备保护可以充分利用变电站站域信息，能快速得到变电站的运行方式变化，可以运用专家系统的知识进行决策，判断故障具体位置，并能处理诸如断路器失灵、保护拒动等问题给故障判断带来的影响，不必通过牺牲快速性来保证选择性，它可以较好地解决后备保护动作时间过长、故障切除范围较大等问题，还可以防止故障后相邻线路过负荷导致后备保护误动作的情况。该方案中，所有信息引入站域智能后备保护和控制单元，除了完善传统的后备保护外，更重要的是，可以实现原来传统保护无法实现的性能提升。例如，由于电网的运行方式不断调整和变化，对应的保护定值需要随之改变，常规站中由运行人员切换定值区方式实现，而智能站可根据运行方式自动调整定值。比如对于线路保护，大方式、小方式或旁路运行方式时，可根据实际运行情况调整保护定值，也可考虑采用切换定值区的方式来实现定值调整，从而有效提高智能变电站继电保护可靠性。
四、结语
总之，智能电网和智能变电站的发展，给继电保护发展既带来了机遇，也带来了挑战，在智能变电站继电保护中，充分利用智能变电站的新技术，将最新技术和最新技术引入到到继电保护系统中，并且重新审视继电保护的原理和配置，不仅能够保证继电保护不受系统的影响，并且还能够快速切除故障，解决后备保护容易受到系统运行的影响以及动作时间长等问题。随着智能电网的建设和人们对站域信息的作用进一步了解，分层继电保护方案将得到进一步拓展、深化和应用，将在智能电网中发挥重要作用。
参考文献
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论文作者:洪有源
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/14
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