摘要：智能化控制系统可以有效提高电力网络的运行效率，并且由于智能电网具有故障自诊和自愈功能，极大的提高了服务的质量和系统运行的可靠性。而配电站的智能继电保护系统是保护输配电设备安全、实现电力系统可靠运行的基础。在进行日常运行维护和检修的过程中，必须确保系统正常发挥其对正常运行设备、线路的保护功能。基于此，本文主要对相关问题进行分析，以供参考。
关键词:变电站；继电保护；安全
一、智能变电站继电保护结构分析
主要包括以下几点：首先，“三层两网”构架。智能变电站继电保护不同于传统变电站继电保护，中心是过程网络，通信标准是IEC61850，遵循功能分析构架，划分成间隔层、站控层（传输整定值召唤、修改、传送录波文件等）、过程层（传输采样值、跳闸以及开关状态量、闭锁等），每两层相互结合构建起站控层网络以及过程层网络，过程层对定时性、可靠性要求标准极高，影响到变电站各项功能正常运行状态。其次，数据帧传输机制。智能变电站的继电保护采取以太网数据帧的形式，进行采样值、获取开关状态量等传输，全部环节的介质就是交换机、光纤，实施通信的就是过程层网络。所以，智能变电站继电保护会依赖工程层网络。最后，IEC61850标准体系。智能变电站继电保护网络和通信设计应该依照的原则就是IEC61850。进行继电保护系统构架的设计期间，通常一个实体设备内涉及到诸多的逻辑设备，通过基本单元达到划分逻辑节点目标。通信协议，通常指通信服务类型、性能要求等，对特定通信协议映射，诸如SV/GOOSE通信，使得实时性传输层跟网络层协议映射为空。智能变电站结构示意图如图1所示。
图1智能变电站结构示意图
二、智能变电站继电保护与常规微机保护的不同
1、保护构造的差异。对于常规微机保护而言，其具有较强的集中性，其构成单元主要有保护逻辑核算、模数转变、人机对话等。对于采集到的开关量及一次模拟量的信号，可以利用电缆回路进行传输，使其到达保护设备中，通过相应的转换及计算，同时与开关量的输入相结合，在满足要求的背景下将开关回路加以闭合，该操作与一次设备相一致。通过二次电缆的连接来保护信号回路、间联闭锁回路和跳合闸回路。智能变电站所发挥的保护功能主要通过保护设备、合并单元及智能化终端相互配合实现。合并单元的作用是对该间隔内的模拟量进行收集，同时将对其进行相应的转换;保护设备的作用是对保护动作的逻辑进行有效计算;智能终端主要对隔离开关及间隔内断路进行控制，并收集相关的状态量信息。这三个单元之间通过“直采直跳”的方式来实现连接，有效保护启闭锁信息。对于数据的交互，可以运用过程层网来完成。继电保护功能是基于过程层的通讯来传输保护设备的信息，其构造具有较强的有效性及分散性。
2、二次回路的差异。常规微机保护与相应一次设备通过二次电缆构成复杂的二次回路,实现继电保护功能。智能变电站保护由直连光纤或光纤网络实现二次回路功能,过程层网络中的SV网用于传输交流采样值,GOOSE网用于传输开关量信息。保护装置、合并单元、智能终端等二次设备建立能力描述文件,定义本装置的输入输出信息模型;设计单位根据各智能电子设备的模型设计二次虚端子图;系统集成商通过智能变电站配置工具和设计院图纸连接虚端子,形成变电站配置描述文件,再通过相应工具导出智能电子设备的配置文件,下装到各装置中。各智能电子设备间的信息交互通过数据报文交互实现。
3、保护压板的差异。常规微机保护装置配置有软、硬压板，工作人员可以利用投退硬压板来完成保护功能的投退，其中主要包含了功能与出口两种压板。智能变电站继电保护设备仅仅存在一个“置检修”硬压板，而出口及功能两种压板都运用软压板。在停电检修的过程中，常规微机保护将会投入相应的硬压板，此时保护设备所形成的软报文信息将不会传输至变电站的监控系统，使运行人员免受干扰。在投入“置检修”硬压板之后，智能电子设备所发送的过程层报文数据的相关位置，保护设备可以将接收到的检修位与自身的检修状态进行对比，若两者一致，则对该保文进行处理，反之则视为无效，不会进行逻辑核算。
三、建设智能变电站继电保护安全措施
1、至少同时使用两种有效隔离措施。在前文介绍的有效隔离措施中，每一种措施都有其优点和明显隐患。其中在使用投入检修压板和退出过程层出口软压板实现隔离时，都需要经系统的控制软件进行相关的逻辑校验和最终实现投退。因此，假如系统软件出现问题，就会导致投退失效，从而无法有效隔离控制和保护信号的传输。而当利用退出接收软压板实现信号隔离时，待检设备相应安全措施是否真正实施难以得到验证，在这种情况下进行设备检修操作，依然存在引起继电保护系统误动的可能。因此，在制定智能变电站继电保护安全措施规范时，应在操作中至少同时采取两种隔离手段，根据实际运维检修需要综合运用各种隔离措施，提高继电保护系统在运检过程中的运行可靠性。
2、明确智能监控装置的软压板名称、功能和操作方法。由于我国在智能变电站建设中所使用的智能设备品类多、来源复杂，因此各种装置、设备的控制系统各不相同。在各类软压板的称谓和功能的实现方式上没有统一的标准，加之继电保护系统各设备之间复杂的结构关系，因此运维检修人员在使用时，容易因不熟悉不同装置与设备的软压板功能设置出现操作失误，引起不必要的事故和导致系统运行混乱。
3、线路保护装置隔离措施。一次设备带电运行，在某线路保护装置故障隔离时，应首先断开“线路保护启动失灵”保护回路，需要退出线路保护启动失灵保护发送软压板及母差保护接收该间隔启动失灵开入接收软压板；其次，应与对侧线路保护隔离，两侧纵联差动保护跳闸改信号并断开纵联通道，以避免线路保护误发远跳信息；再次，退出保护装置与本间隔合并单元间的SV接收软压板，退出保护装置与本间隔智能终端间的GOOSE发送软压板；最后退出该线路保护装置的重合闸功能，避免保护误动。
四、安全措施的执行原则
1、整体原则。智能变电站实施安全措施的目的在于运行设备及检修设备加以有效的隔离，同时确保一次设备的运行具有保护性，否则应当将一次设备的运行加以停止，再进行处理。单套配置不具备有效的校验时，应当将一次设备的运行停止;通常情况下，网络交换机不会单独投退，必要的时候可以基于相应的范围来实现相应的保护功能。
2、二次虚回路的安全措施。该回路在实施隔离的过程中，其所采取的安全措施应当具备双重性，分别为在运行及检修的设备上实施安全措施，若退出相应的发送及接收的软压板，投入相应的检修压板。
3、检修压板投退顺序。操作继电保护装置检修压板前,应确认保护装置处于退出或跳闸改信号状态,且与其相关的运行保护装置相应接收软压板已退出。需要特别注意的是操作合并单元的检修压板前,应确认相关保护已退出或相应SV接收软压板已退出。
结语
建设智能变电站是国内智能电网关键性构成部分，需要重视完善以及优化继电保护技术，提升智能变电站建设质量水平，进而维护智能变电站运行安全可靠。通过创造最佳的条件，推动我国电网向智能化、先进化发展，使得电力系统更加安全以及高效的运行。
参考文献：
［1］辛峰．智能变电站继电保护运维防误技术［J］．电子技术与软件工程，2019(11):30－32．
论文作者:王彭超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：压板论文; 变电站论文; 智能论文; 设备论文; 继电保护论文; 回路论文; 保护装置论文; 《电力设备》2019年第16期论文;