摘要：当前，我国智能变电站的保护装置跳闸方式主要采用直接跳闸和网络跳闸这两种保护方式，本文将针对这两种跳闸方式存在的差异和在应用方面的优缺点进行分析和比较，期望在新科学技术的不断发展和技术革新应用的过程中智能变电站的安全保护工作取得长足进展。
关键词：智能变电站；保护装置；跳闸方式
随着科学技术的不断进步和发展，我国的智能变电站保护技术日渐成熟，根据不同的供电需求和环境情况智能变电站的两种跳闸保护装置在国家电网中都有所应用，但这两种跳闸方式在应用方面都存在各自的优点和不足，国家相关技术研发部门仍需对智能变电站的保护装置进行研发和改良，相关企业部门应根据两种跳闸方式的优缺点进行考量和分析再进行采用。
一、两种保护装置跳闸方式的原理
（一）保护装置直接跳闸
直接跳闸是保护装置采用独立光纤和变电站直接建立智能终端连接，并将跳闸指令信号直接传输给变电站智能终端，由于智能电子设备（IED）是以点对点的连接方式进行直接传输跳合闸信号指令的，而不是通过以太网交换机，所以，当变电站保护装置动作时会通过智能终端进行直接跳闸。
（二）保护装置网络跳闸
网络跳闸是保护装置和智能终端通过过程层交换机进行连接，将跳闸信号和其他信号通过网络传输进行系统的操作控制和跳闸。
直接跳闸和网络跳闸信号传递的连接环节有着显著的差别，也就是网络跳闸不需要独立的信号传输光缆，但和直接跳闸相比，网络跳闸的保护装置和智能终端之间多了一个过程层交换机，也就是多了一个中间环节。
二、两种跳闸方式的交换机配置差异
智能变电站是由站控层和交换层的网络与过程层交换机组成的自动化系统，不管保护装置选用的是直接跳闸还是网络跳闸方案，其中的差异和影响只涉及到过程层和间隔层间的接引线，与站控层交换机和接引线并没有什么关联，因此，这两种跳闸方式可以采用相同的站控层交换机配置和接引线。由于过程层网络主要起到过程层设施与间隔层设施间和间隔层设施之间的信息数据通讯，其传递的信息主要有遥控、遥调等信号与继电保护之间的连闭锁和系统失灵重启等信号，但继电保护跳闸信号在保护装置直接跳闸的过程层网络传输信息中不含有跳闸信号，而保护装置网络跳闸则包含跳闸信号【1】。
三、直接跳闸和网络跳闸各自的优缺点
（一）直接跳闸
1、优点
智能变电站保护装置采用直接跳闸的方式时，信息指令是通过智能电子设备点对点的方式直接传输给变电站终端操控系统，也就是采用硬件跳闸而不是依靠网络，这样一来，就可以有效避免因智能变电站网络出现故障而导致跳闸操控系统失灵的情况。从根本上来讲，也就是说直接跳闸能够避免因交换机出现问题而影响的的跳闸故障。不过，交换机也有可能出现故障，如果因交换机发生系统延迟而导致保护误动可能会对智能变电站产生相应影响。所以，直接跳闸既可以确保电力系统不受电磁干扰，也可以避免智能变电站免受网络风暴等因素影响。
2、缺点
也正因为直接跳闸是硬件跳闸，这就导致硬件设备需达到一定的标准和要求，因此，保护装置的的成本也就变高了。并且，在相应的网络传输中，若是使用直接跳闸则保护装置的数据传输接口会明显增加很多，系统处理器需要向很多个端口进行数据传输，加大了处理器的工作量，想要解决这一问题就必须应用性能较高的处理器进行传输数据。而数据传输端口过多又可能影响保护装置处理问题的时间，这一系列的困难问题也就加剧了点跳闸的成本和系统运营维护的复杂程度。与此同时，由于保护装置内部结构过于复杂，传输数据端口又非常多而导致的处理器系统发热问题接踵而至，这就直接导致处理器使用寿命下降，致使智能变电站长期处在不利的工作环境中，极易导致光纤出现多处熔点，诱发更大的变电故障问题。
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（二）网络跳闸
1、优点
通过网络数据进行传输跳闸指令是网络跳闸方式，这样的智能变电保护装置内部光纤数量不多，其内部结构也相对简单清晰。并且买网络跳闸方式的互相调试也比较容易，可以有效避免建设工程工期过长造成的影响。同时，通过光纤传送智能变电装置中的数据可以有效保证数据传输效率，还可以运用保护系统实时对电力系统相关设备设施进行监控管理，一旦发生电力故障问题可以及时采取应对措施，做到早发现早解决。
2、缺点
网络跳闸对交换机的“依赖”程度非常高，也就是说网络跳闸需要一个高性能的交换机。因为网络传输运用的关键设备是交换机，而变电保护装置在连接交换机的同时，交换机还需再连接到相关智能终端，数据信号在这一传输过程中难免会出现传输延迟，因此，网络传输所用的交换机其硬件性能必须过高，这样才能保障长期而高效的运行需求，同时，这也是网络跳闸所面临的重要难题。当前的市场上交换机的价格一直居高不下，这也是网络跳闸在应用方面所遇到的极大困难，网络跳闸的发展在一定程度上也受到发展局限。
四、直接跳闸和网络跳闸的经济技术比较
智能变电站需要参考在建设投资过程中的重要指标，而这个指标便是经济性，变电保护装置中的跳闸装置更是需要考量的主要内容【2】。但无论是直接跳闸还是网络跳闸，这两种跳闸保护装置和智能终端都需要接入GOOSE网络中，而这和交换机的配置性能并不发生直接联系。也就是说，我们只需要考虑两种跳闸方式的材料费和铺设费就可以了，这就需要统计不同方式的跳闸方式所需要的光口数目、光缆的用量和熔接点的数量。当前变电站光缆的市场价为35元一米，每根光缆的平均长度大约为150米，这样计算下来一根光缆的价格为5250左右，当前的光缆熔接费大概为每个点130元。对比两种跳闸方式可以发现，直接跳闸保护装置比网络跳闸保护装置对光缆的用量较大，其光口数量和熔接点也比较多，所以，目前为止直接跳闸保护装置的经济性价比较低，尤其是后期母线的保护费用更大。
五、母线保护跳闸方式分析
（一）直接跳闸母线保护特点
由于直接跳闸保护装置对硬件要求过高，其设备光口数目众多，这也就加剧了光纤的使用量和光纤熔点，如果光口出现故障或光缆断裂就会导致跳闸信号断裂无法传达，母线保护也无法将信号传送至智能终端，最终导致整套母线保护出现故障。
由于光口接入量多，发热量大，导致设备运行温度过高或局部温度不均匀，致使母线受损，大大降低了使用寿命。
由于母线所保护的光口较多，这也就加大了CPU处理的工作量，同时，在一定程度上延长了处理信息量的时间。
（二）网络跳闸母线保护特点
相比于直接跳闸保护装置，网络跳闸保护装置多了一个交换机设备，多了的这一个环节及更容易发生问题，也就降低了设备的可靠性，但网络跳闸少了光口的问题，相对来说可靠程度更好。
网络跳闸采用过程层将全部数据通过网络传输，通过了解网络报告记录为分析装置提供了较大的便利，同时也可以对设备进行实时监控和维护，确保能够及早发现故障和问题并及时解决。
结束语：
电力的发展是维持国民经济发展的重要基础，智能电网的发展必将是国家全面发展的强有力后盾和重要保证【3】。本文针对智能变电站保护装置的两种挑战方式进行了具体分析和比较，期望能对国家现有的电力发展有所帮助，在未来科学技术不断发展和新技术的不断应用的情况下，中国电力发展将突飞猛进。
参考文献：
[1]周立龙,王新宇,吴谦. 基于智能变电站保护装置跳闸方式比较[J].低碳世界,2016，16(10):15-16.
[2]李兴文,王礽礽. 探究智能变电站保护装置跳闸方式比较[J].数字通信世界,2017,11(06):115-116.
[3] 陈晓捷.智能变电站保护装置跳闸方式比较[J].电力与电工,2011,31(4):28-30.
论文作者:周杰,谭金龙,李开鑫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
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