(1.身份证号码：340823 19941215 xxxx 安徽 230051;2.身份证号码：370786 19940103 xxxx 安徽 230051;3.身份证号码：340824 19901104xxxx 安徽 230051)
摘要：我国智能变电站的保护跳闸主要包括两种方式，一种为点对点跳闸方式，另一种为保护网跳闸方式，它们的特点是既有较强的抗干扰能力以及稳定网络的能力，又可以实现设备的高负载处理。近些年以来，我国电力公司在智能变电站的保护方面已经取得了一定的研究进展，很多智能变电站已经投入运行。为了确保智能变电站的安全稳定运行，技术人员需要结合变电站的实际状况，合理选择保护跳闸方式。本文详细讨论了基于智能变电站的继电保护跳闸方式。
关键词：智能变电站；继电保护；跳闸方式
一、保护跳闸方式的原理
点对点保护的工作原理是在独立光纤的作用下，将保护设备以及需要保护的智能终端连接起来，信号传输的媒介是光纤，实现保护跳闸信号相保护装置的传递，还有一部分信号在交换机的作用下通过互联网实现传输。保护网跳闸的原理是保护设备和需要保护终端和交换设备相连接，保护装置的信号来自于互联网的传输。
工作的原理不同，则继电保护的具体方法也有所区别，保护点对点的跳闸就是保护信号通过光纤来传递，这种形式的保护和保护网跳闸相比较，区别点在于多设置了光缆，保护网跳闸的工作方式可以不设置光缆，这种保护装置和智能终端应该和交换机直接相连，增加设置了中间环节。
二、比较两种跳闸方式
1.保护点对点跳闸方式特点
点对点跳闸的主要特点就是不需要网络来实现信号的传输，只需要在光纤直接相连就可以满足信号的传输要求，避免了在传输过程中出现时间的延迟。在光纤的安装过程中，可以将多个光纤端口接入，具有较多的熔点，在应用的过程中很容易出现安全事故，导致保护效率下降，在维护方面的资金投入量增加。从散热量的角度分析，点对点跳闸方式的散热量明显大于保护网跳闸。这种现象出现的原因主要是由于保护设备的光口会散发热量，中央处理设备的散热量较大，比保护网跳闸的散热量高。加速了设备的老化，使设备更加不稳定。基于点对点的跳闸保护需要合理利用光纤，所以导致现场的操作难度极高，同时在增加工作量的同时，在很多操作细节上极易出现安全隐患，导致一旦出现事故，无法马上合理发现问题或者找到原因。对设备进行维护与保养所需要的工作量极大，在维护的过程中资金投入较多。
2.保护网跳闸方式特点
保护跳闸方式安装相对简单，信号的传输不需要光纤来实现，光纤接口比点对点的传输形式要小很多，降低了发生事故的概率。方便了故障的查找。由于保护跳闸方式存在着一定的弊端，主要是保护网跳闸需要交换设备进行信号的处理，所以使网络跳闸出现延迟。依据我国的智能变电站管理办法，智能变电站中应该尽可能应用数字化以及信息化的方式来实现变电站的管理，由于采用网络传输更加符合我国变电站保护的现状，所以今后的变电站保护技术会不断的更新和优化。
三、保护网跳闸模式可靠性分析
交换设备传输保护信号是保护网跳闸的依据，所以全部对交换设备稳定性产生影响的因素都会对保护网跳闸方式的可靠性产生影响。交换设备出现故障的主要原因是交换设备丢包，出现丢包原因有很多，常见的原因是由于电磁波的干扰作用或者网络不稳定，存在波动而导致的交换设备无法正常工作。为了保证交换设备的稳定性要求，要从几个主要的方面着手开展工作。提高交换设备稳定性的主要方式是对交换设备进行合理的检测和调试，通过KEMA认证，在电磁波的检测下，进过静态震动测试，保证交换设备质量的可靠性，保证变电站即使在相对恶劣的环境条件下，仍然可以正常运转，稳定运行，保证变电站的运转状况良好。
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导致网络出现波动的原因有多种，仔细分析起来原因的复杂程度较高，第一，由于网络的稳定性较差，所以可能导致某一个特定的设备出现故障，最终致使报文发送错误.当出现这类现象时，应用保护点对点的跳闸方式无法使系统处于正常的运转状态，第二，如果接线不合理，将会导致交换设备按照错误的地址发出报文，这是一类保护措施。最后，当网络出现很多异常信息时，需要将交换设备的端口速率进行合理的调节，以保证设备运行的稳定性。
如果交换设备持续处于忙碌状态，则需要通过对高负载数据进行合理的处理来保证系统的正常运行。现阶段很多交换设备应用存储和转发的模式，通过应用这种模式，设备在特殊状况下也不会延迟。基于现阶段的网络通常为双网结构，所以如果一个网络不能正常运转，也不会影响系统的启动和工作。
四、保护网跳闸方式的延时性分析
在进行保护网跳闸方式延迟的计算时，应该明确数据的传输过程，发送数据一方将数控传输到传输站时，就已经开始计时，接收数据的一方从传输站将数据取下时，计时截至。这个全过程出现的延时包括发送过程的延时和传输过程的延时。
1.发送延时分析
在数据发送过程中出现延时的主要原因是装置的通信处理设备需要有一个反应时间，在这段时间中进行数据的处理，结合我国的试点进行测试，发现每一个装置的端口都需要有二十五微秒的数据处理时间，可以相互叠加。比如：第一个数据处理端口延时时间为二十五微妙，则第二个处理端口就再多加一个二十五微秒。
2.网络传输延时
造成网络延时的因素也有很多，主要有交换机存储延时和交换机交换延时。由于目前交换机采用的是存储交换模式，所以交换机在存储并转发数据时，会发生延时。在交换机发生交换的过程中，交换机的交换延时通常为固定值。这个值与交换机芯有关。现在工业上一般的交换延时不会超过10微秒，这为交换机的高效运转提供了可靠保证，有力支持了智能变电站的安全高效运行。另外，光缆传输也会造成延时，这个值相对来说比较好计算，粗略等于光缆长度除以三分之二的光速。例如，当光缆长度为1000米时，光缆传输造成的延时约为5微秒。在实际使用过程中，交换机在机帧的排队过程中也会产生延时。以太网交换机为了解决这个问题，采用了队列结合的方式来存储转发报文。这种方式虽然巧妙地消除共享模式中的以太网中所需要解决的帧冲突现象，但是能够及时处理重要数据帧。人们引入了数据帧优先机制，也就是说在筛选重要的数据帧时，必然要占用一部分时间，造成延时。
3.保护网跳闸延时测试数据
由于不断有一些试点工程中出现智能变电站继电保护点对点跳闸延时长于保护网跳闸延时的现象，而且相关设计、施工和运行维护单位都对智能变电站继电保护点对点跳闸方案接线运行维护不方便、工作量过大进行反应。因此，需要对智能变电站继电保护方式两种方案延时予以测试。人们往往认为保护网跳闸因为加大了交换机延时，致使其延时较点对点跳闸延时大。但是在实际测试之中，却得出了与之完全相反的结果，保护网跳闸延时通常较之点对点跳闸延时小。主要原因包括：第一，多光口信息传输都是通过共同的CPU予以处理，CPU要对各个端口逐一进行处理，这就延长了光口报文处理时间，而通过网络化传输，设备不用点对点跳闸接口，而且各个厂家都把组网端口放置最先处理位置，所以网跳速度较之点对点跳闸速度快；第二，就点对点跳闸光口而言，因为CPU的顺序处理，使得排在后面的光口所用的延时越长，但是交换机所需要延时较短，因此保护网跳闸较之点对点跳闸延时少；第三，因为数据端口的不断增多，装置中的数据循环处理时间也会相对单一端口处理时间有所延长。
结语：智能变电站的运转状况和继电保护跳闸方式密切相关，技术人员需要结合变电站的实际规模和运行状况，从可靠性、经济以及速度等方面进行分析和研究，找到具有较大优势的跳闸方式，以保证变电站的安全运行。
参考文献：
[1]韩本帅,王倩,孙中尉,林泽源,崔海鹏.智能变电站继电保护跳闸实现方式研究[J].中国电力,2012,08:24-27.
[2]王丹.浅谈智能变电站继电保护跳闸实现方式[J].中国高新技术企业,2015（36）:118-119.
论文作者:史钟玉1,徐文婷2,严太山3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/12
标签：变电站论文; 保护网论文; 方式论文; 设备论文; 点对点论文; 智能论文; 交换机论文; 《电力设备》2017年第24期论文;