梁小栋
（国网山西省电力公司检修分公司 山西太原 030032）
摘要：经济的发展和科技的进步进而推动了我国智能电网的建设步伐，智能变电站作为智能电网的关键组成部分，加强继电保护跳闸实现方式的研究可以提高其安全性，保证电网的稳定运。目前我国智能变电站的继电保护的跳闸方式主要分为点对点跳闸和保护网跳闸两种，本文分析了这两种跳闸方式的原理，并就继电保护跳闸的实现方式进行了研究，也希望可以为我国智能变电站的发展提供一些借鉴，促进我国智能电网的完善和进步。
关键词：智能变电站；继电保护；跳闸方式
国家相继颁布和实行了一系列促进智能变电站的发展条文和政策，这进一步推动了我国智能变电站继电保护技术的进步。目前我国已经进入智能电网的全面建设时期，与传统电网相比其安全性、稳定性以及电力输送的效率都更高，加强继电保护的研究对于促进智能变电站的进步以及智能电网的发展都有着重要的意义。基于此，本文就对智能变电站继电保护跳闸实现方式进行深入分析和研究，以便能够为相关技术人员更高的掌握智能变电站继电保护跳闸原理奠定良好的基础。
1智能变电站继电保护跳闸原理
1.1点对点跳闸方式
点对点跳闸在目前的智能变电站继电保护中也有着广泛的应用。点对点跳闸的信号主要是通过光纤进行传输的，保证信号传输的效率，以便保护装置可以及时准确地作出跳闸反应，避免造成过大的损失，为了避免其他信号对于跳闸信号的干扰，在智能终端以及保护装置之间通过独立的光纤进行跳闸信号的传递，而其他的信号则是通过内部的网络进行传递的。
1.2保护网跳闸方式
在保护网跳闸方式中过程层交换机发挥了重要的作用。将变电站的智能终端和保护装置都接入到过程层交换机，这时系统对于跳闸的保护信号会进行相应的处理，避免其受到其他信号的影响，之后跳闸信号离开交换机通过网络再进行传输，最终实现继电保护。
1.3两种继电保护跳闸方式的差别
点对点跳闸和保护网跳闸各有其应用的范围，两者之间最大的差别就在于跳闸信号传输路线以及传输方式的不同。从传输方式来看点对点跳闸在装置之间接入了专属的光纤来进行信号的传递，而保护网跳闸则是跳闸信号先经过过程层的交换机处理再通过站内的网络来进行信号的传递；从传输路线来看点对点跳闸的路线更短更直接，命令端和执行端通过光纤进行信号传递不经过其他中间环节，而保护网跳闸信号要通过交换机的信号处理和传输。
2智能变电站继电保护跳闸方式比较
2.1点对点跳闸
该方式采用的是专用光纤进行信号的直接传递，不经过第三方的处理因而传输的效率得到保证，可以是终端及时作出跳闸的反应，避免因为信号传输延时而出现的一系列问题。但与此同时光纤的安装加大了变电站建设的工程量，且由于增加了信号光纤使得线路的接口变多，容易出现问题，中央处理器以及设备的光口处比较容易发热，故障出现的几率也大大提高。较多的线路和设备一方面增加了维护的成本，另一方面技术人员故障分析和处理的难度也有所提高，因而一旦出现问题则会对变电扎的继电保护工作造成严重的影响。
2.2保护网跳闸
因为保护网不需要接入光纤因而接口问题、故障分析问题、维护成本问题等都可以得到有效的解决。较之点对点跳闸保护网跳闸的性价比更高，后期维护和故障处理的难度都比较低，设备的寿命也较长。但是由于经过了过程层的交换机处理，因而信号传递的速率比较低，可能会导致信号传输延迟的出现。
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与传统变电站相比，智能变电站最为显著的特征就现代信息技术、数字技术以及其他高科技的应用，而全面数字化也是对智能变电站的发展方向。在提高继电保护的可靠性的同时降低其故障发生的几率，避免延时状况的出现也是目前业内研究的重点。
3保护网跳闸可靠性分析
与点对点跳闸相比保护网跳闸的前期施工成本以及后期维修难度都比较低，因而在目前的智能变电站的继电保护中也有着更为广泛的应用 。一般来说该方式的可靠性较高，如果其信号传输出现差错大多数情况下是由于交换机丢包造成的，以下我们将从三个方面对其丢包出现的原因进行了分析。
3.1抗电磁干扰能力
智能变电站所运用的交换机都是需要经过电力产业权威机构对其抗电磁干扰能力的检测，并确认其符合相关标准后才可以正式投入使用的，这也保证了交换机信号传输和处理可靠性。另外我国为了保证交换机恶劣环境下的工作能力，在电力行业相关标准中对于其测试的方式也进行了严格的规定，包括制造电磁辐射干扰、静态振动等等。
3.2抑制电网风暴能力
抑制电网风暴是智能变电站过程层交换机的一项基本能力，也正是由于该能力的存在进一步保证了变电站的安全稳定运行。而电网风暴产生的原因主要有三种，一是装置异常 。由于保护电网中的某项装置出现故障导致信号多发少发或者是误发，交换机无法做出准确的判断，当该情况出现时保护网跳闸和点对点跳闸都无法实行。二是非法装置的接入。非法装置会发出无法准确辨认发出地址的报文，交换机无法处理。三是异常广播报文的频繁出现。因而交换机中需要具备相应的异常报文的抑制功能和限流处理功能，降低电网风暴出现的几率。
3.3交换机高负载处理能力
交换机的处理能力有限，如果处理的信息过多，接近或者是超过其负载的能力就可能会导致信号传输的延迟。但是随着技术的进步，目前只能变电站的过程层交换机运用双工的方式进行数据和信号的转发，因而在传输信号增加的同时延时的情况可以得到有效的遏制。此外为了避免某一网络出现故障时导致整个保护网失去控制，很多智能变电站已经开始运用双王结构，故障出现时替补继电保护网络开始运行，保证智能变电站的安全运行，大大提高了继电保护的可靠性。
4继电保护网跳闸延时分析
4.1保护网跳闸延时理论分析
延时主要包括报文发送延时和网络传输延时两种。命令端在发送报文之前需要对其进行一系列的处理，而各个端口极其容易出现处理延时的情况进而就会导致发送的延时。导致网络出现延时的原因比较多，首先是交换机存储转发的延迟和交换的延迟，该延迟发生于信号处于交换机的时候，一般来说数据流量越大延迟也会越大。其次是光缆传输的延迟，信号在光缆中传输需要一定的时间，光缆的长度越长延时也越大。此外还有交换机帧排队的延迟，为了降低这一延时目前有部分智能变电站采取了数据帧优先级制度。以上三种合称网络传输总延时。
4.2保护网跳闸延时测试数据
点对点跳闸不需要经过交换机的处理，因而人们普遍会认为其信号传输的效率要高于保护网跳闸方式，但通过对一些智能变电站两种继电保护跳闸方式的测试，却得出了恰恰相反的数据，保护网跳闸的延时一般要比点对点跳闸更小，造成这一现象的原因主要包括信号主要是由于点对点跳闸的CPU需要依次对各个端口进行处理，越往后的光口需要等待的时间越长延时越长，而保护网则可以通过组网进行统一的处理，因而耗费的时间也就比较短，交换机的延时较之点对点跳闸也就更小。
结论
综上所述，随着近几年我国科学技术的快速发展，电网行业得到了飞速发展，而智能电网已成为电网发展的必然趋势，而智能变电站作为其关键的节点，提高继电保护的成效保证其安全稳定的运行对于促进我国电网的发展也具有重要的意义。一政府需要进一步加大对于智能变电站发展的技术和资金的扶持力度，变电站自身也需要提高对于继电保护跳闸实现方式的研究，相关技术人员要善于发现当前的技术以及设备等方面存在的不足，并及时加以改进。
参考文献
[1]詹智华.基于EPON网络的智能变电站继电保护技术研究[J]-电力系统保护与控制，2016（05）.
[2]宋盛.智能变电站继电保护的运行和维护技术研究[J]-科技与企业，2015（07）.
[3]王松.智能变电站继电保护GOOSE网络跳闸探讨[J]-电力系统自动化，2015（18）.
论文作者:梁小栋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/1
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