摘要：为了减少智能变电站继电保护缺陷，本文从一起智能变电站首检中遇到的主变后备保护正确动作但开关拒动的缺陷入手，详述了缺陷产生的原因和处理过程，指出现阶段智能变电站继电保护存在的问题，并提出了提升智能电网继电保护技术水平的措施。
关键词：智能变电站；继电保护；缺陷；分析研究
引言
继电保护系统能够有效保障电力设备的安全运行，同时也是避免电力系统大面积长时间停电的一个重要手段，可以看出继电保护系统能够为电力系统安全稳定运行起到保障作用。伴随新能源技术、智能技术、信息技术、网络技术的创新与突破，以智能电网为载体推动的人类历史上第三次工业革命正在孕育发展，未来的智能电网将发展成为网架坚强、广泛互联、高度智能，开放互动的“能源互联网”。由于智能变电展的维护和检修工作还处于探索阶段，在智能变电站的运行过程中还存在很多问题，因此对智能站继电保护存在缺陷进行探索研究极有必要，也具有很强的实践意义。
1智能变电站继电保护特点
1.1继电保护的实现方式
智能变电站是一种为数字化对象服务的设备，其中主要以一、二次设备居多，通过使用高速网络通信平台，对数字化信息进行标准化处理，以实现站内外信息的共享与远程操作性；智能变电站的信息数据传输依靠网络进行，从而实现对智能变电站的测量监视、保护控制、信息管理。智能变电站的保护装置更多地强调光纤通信的概念，在原有三层结构的基础上架构过程层、站控层网络，保护装置之间既可通过光纤点对点连接又可通过交换机组网连接。在增加经济性与可靠性的同时，实现了二次回路状态的实时监测，方便及时并发现和排除二次回路上出现的相关缺陷，如图1所示。
为理解智能变电站的继电保护原理就必须了解报文传输的概念，总结起来智能变电站的报文有以下两种传输方式：基于发布者订阅者的组播传输方式，即GOOSE报文和SV报文；基于客户端和服务器的通信方式，即MMS报文。其中，SV报文主要用于传输模拟量；GOOSE报文主要用于传输间隔闭锁和跳闸信号、开关位置信号、一次设备状态信号等；MMS报文则主要用于监控网络。
1.2 GOOSE报文传输机制
GOOSE报文通信技术是智能变电站中常用的一种快速通信报文，通过该项技术，能够完成对通信环节所传输的信息进行检测、保护，并对重要信息进行加密处理，最终实现相关信息快速传递。GOOSE报文以数据帧的形式传输，每帧报文包含允许生存时间、应用标识、GOOSE时标及品质、顺序号、状态号等信息，GOOSE报文利用重传机制保证报文传输的可靠性。稳态时，该报文传输数据的时间间隔为5s；若有突发状况，报文启动两次快速重传，时间间隔缩短为2ms，之后再以4ms和6ms的间隔传输两次，最后恢复正常传输频率。
2智能变电站继电保护存在缺陷
相较于常规变电站，智能变电站在继电保护及通信形式等方面都有了不一样的改变和创新。新设备和新技术的投入使智能变电站的继电保护水平得到进一步的提升，更有效地确保了智能变电站的安全稳定运行，但也由此引发了一些新的问题。
2.1采用光纤通信技术对运行状态的影响
智能变电站继电保护大部分采用光纤通信技术，而光纤线路传输的效率对站内的保护装置的运行状态有很大的影响。首先，智能站过程层设备一般位于站内一次设备区，运行环境相对恶劣。其次，设备之间光纤需要经过多个环节，而光纤本身质地脆、机械强度差，任何一个环节出现折损或者污染都会引起通道衰耗增大，传输功率降低。
2.2智能变电站的合并单元易导致误动作
电流、电压的采样环节是通过智能变电站进行合并单元而完成的，不同的合并单元采样，决定了差动保护的保护装置的运行成败，合并单元失去同步或者同步误差不满足要求，会造成继电保护装置的误动作。智能站引入电子式互感器、合并单元，以IEC81850-9-2或者IEC60044-7/8的格式输出报文，报文传输的失步或者异常有可能导致保护误动或拒动，采样值的同步性与稳定性显得尤为重要。这就要求采样值报文具有稳定的传输延时，合并单元以及其他保护装置具备完善的告警及闭锁机制。
2.3交换机的传输质量对报文的传输质量的影响
智能变电站基于IEC61850实现采样值传输，不可避免地要使用交换机组成过程层网络，交换机成为不亚于保护装置的重要元件，其传输质量大大影响了报文的传输质量。一般来说，GOOSE组网传输数据流量还比较小，有些智能站为了充分发挥光纤通信优势，采用SV组网或者SV、GOOSE、MMS共网技术，每秒传输的数据量较大，对交换机的数据处理能力要求较高。但现阶段工业以太网交换机在变电站长期运行稳定性还有待考量，过程层网络星型连接方式的交换机网络冗余性较差，交换机的运行维护措施也相对简单不够完善。
2.4SCD配置文件对继电保护功能正确性的影响
智能变电站遵循IEC61850标准并主要依赖于变电站的SCD配置描述文件，也是实现智能变电站系统继电保护功能的基础，SCD配置文件是否正确、有无变动直接影响了继电保护功能的正确性。智能化的保护装置需下载CID配置文件，在保护经改造、维护后内部配置文件往往发生变动且不易被工作人员察觉。站内工作人员应该增强变电站SCD文件安全管控意识，在变电站系统调试、投运验收、改造扩建等各个环节严把质量，保证智能装置配置文件的正确性和唯一性。
2.5检修机制以及操作方式改变对保护装置的影响
检修机制以及设备操作方式的改变对于智能变电站继电保护装置也会产生一定的影响。智能站保护装置检修机制发生变化，装置检修压板置位时，除屏蔽后台软报文外还影响保护动作、就地显示和打印等功能，如合并单元置检修会闭锁相应保护，智能终端置检修会影响跳闸功能。智能站的保护装置主要采用软压板进行功能投退，优点是可以进行远程遥控操作，一方面软压板的遥控操作降低了操作的正确率且可视效果不理想，另一方面也为设备定检安措执行带来一定难度。
3结束语
智能变电站继电保护系统存在的不足是在智能变电站应用发展中不可避免的问题。智能变电站继电保护在保护功能的实现方式上发生了很大改变，IEC61850通信技术的广泛采用为继电保护技术带来了一次革命。但由于智能变电站投入使用的时间较短，实践经验不足，技术也不够成熟，因此智能变电站的继电保护还存在很多问题和矛盾需要人们去探索，以逐步完善智能变电站的继电保护技术，确保智能变电站的安全稳定运行。
参考文献
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论文作者:闫启民
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/26
标签：变电站论文; 智能论文; 报文论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 交换机论文; 缺陷论文; 《电力设备》2019年第1期论文;