摘要：电力企业随着经济发展不断进步，和社会民生息息相关，各个行业用电量不断增长，新时期对于电力事业发展提出了更高的要求。继电保护设备被称为电网安全卫士，为电网的正常运行保驾护航，其运行可靠性直接关乎到用户用电质量。近年来，继电保护发展迅速，不断涌现的前沿技术和工艺促使设备更新换代，旨在不断提升电力系统运行可靠性。本文就新一代继电保护技术———变电站就地化继电保护进行分析，针对继电保护就地化整体解决方案存在的问题深入剖析，包括电磁环境适应性、气候环境适应性和二次回路可靠性等问题，提出自动检测和智能检测的运行管理模式，推动电力系统安全稳定运行。
关键词：变电站继电保护；就地化；整体解决；方案研究
导言
随着社会的信息化发展，各个行业不断地加大数据化及信息化的投入，同时各个行业也在不断地将创新的理念投入到产品设计上。这时，在传统的继电保护系统基础上，增加智能化的部分到结构设计中则是这个行业发展的必然结果。
1智能变电站继电保护系统的结构分析
智能变电站继电保护系统是将保护系统数字化和信息化，通过数据采集的手段，将数据元件的相应信息做前期的信息采集与整合。在大数据范畴下，对数据进行综合性分析，从而将大数据分析出的断开、闭合等实际操作信息传递给相应的操作元件，从而做到对变电站的保护。传输介质、互感器以及合并单元等是智能变电站里面继电保护系统的主要功能模块，主要涵盖8大功能模块。通过这些功能模块，变电站整体运作情况的数据分析会被传输到终端，然后这个智能终端会将相应的信息做传回动作，从而做到断开和闭合的命令。
从专业的理论角度来看，可以用一定的公式来计算变电站继电保护系统的可靠性。但是整个保护系统的可靠性，除了有必要几个条件因素主导外，还与不同的外在环境因素有极大的关系。这里的必要影响因素主要包括系统元件的个数和每个子元件的可靠性。变电站的保护系统主要由多个子单元组合而成，他们的相互关系属于串联关系，这也就意味着，单个子单元的可靠性直接影响保护着系统的整体可靠性。
2变电站继电保护就地化配置
2.1整体配置原则
2.1.1继电保护坚实可靠性、灵敏性、选择性和速动性要求，就地化通过对以往变电站继电保护运行经验总结后，有助于解决当前变电站继电保护环节复杂和数据可靠性不足的问题，促使继电保护可靠性得到显著提升。
2.1.2继电保护就地化要求安装标准化，选择更加紧凑的结构，可以适应复杂的电磁环境，实现无防护的户外安装。与此同时，对于继电保护设立标准化的接口，设备间即插即用。2.1.3继电保护就地化方案应该根据断路器设置间隔保护单元，逻辑独立的方式实现线路保护，具备主变保护和母线保护功能。间隔保护单元在一次设备附近安装，根据实际情况选择直接跳闸或直接采样方式，对数据采集环节进一步优化，降低电气连接距离。变电站的过程层和站控层网络设计中，站控层采用IEC61850通信协议的制造报文规范MMS，而过程层则是选择IEC61850-8-1和IEC61850-9-2协议，实现共网传输。
2.2继电保护配置方案
2.2.1线路保护方案
对于线路保护配置方案的设计，需要充分结合实际情况，双母线接线方式的线路间隔，可以采用两个断路器的间隔保护单元，实现独立数据采样，1台间隔单元可以独立完成线路保护功能。线路保护应该以线路测电压优先选择，也可以依据装置配置电压切换模块[2]。
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2.2.2母线保护配置方案
母线保护配置方案在设计中，为了确保母线保护功能的发挥，可以选择分布式方案，线路保护复用间隔保护单元。逻辑上的主机主要是负责数据计算，也可以根据实际需要将保护功能分布到子机，实现独立预算，采用无主式母线差动保护方案。
2.2.3变压器保护配置方案
对于变压器保护配置方案设计中，推行分布式方案，侧断路器对应间隔保护单元，形成双向环网，为高压侧间隔保护单元实现变压器差动保护，变压器中性点电流接入到变压器保护环网中，提供变压器保护功能。
2.3间隔层设备
2.3.1测控
结合断路器特点，设置间隔测控单元，实现一次设备数据信息的自动化收集和处理，将其传输到站控层网络，通过站域级测控装置配置，可以实现间隔内联闭锁功能，实现测控功能。
2.3.2故障录波
借助过程层网络实现数据信息的采集，将间隔保护单元信息在系统中记录，实现跳闸保护。
2.3.3交换机
在满足安装条件后，可以在间隔二次设备就近组网，这样可以有效缩短设备连接距离，少光缆能源消耗，提升系统运行可靠性。
3就地化继电保护关键技术
就地化继电保护应用环境的复杂性我国地域宽广，幅员辽阔，各地气候环境差异极大，例如东南沿海的极端盐潮、东北地区的极端低温、西北地区的局部极端高温等，就地化继电保护装置下放到户外开关场后，处于户外无防护环境，必须适应在上述各种严酷环境中长期运行，对装置本身各项性能的设计裕度提出了更高的要求。就地化的保护装置应能适应其所处环境的温度、湿度，防止空气中的水分及腐蚀性介质侵入造成的损坏，同时还应具备抵御变电站内复杂的静态及暂态电磁干扰的功能。因此，在进行产品设计时，应充分开展环境影响因素分析，用于指导材料、器件的选用以及软硬件的冗余、防误设计，同时考虑抵御外部复杂气候、电磁、机械环境造成的破坏，提高二次回路可靠性。
4继电保护就地化运维技术
就地化继电保护智能安装系统相比传统的小室内安装或就地屏柜内安装的二次设备，就地化继电保护装置所处的环境相当复杂，也更为恶劣，目前已有相当一部分专家学者提出对就地化设备的微环境实现智能化控制。图4给出的基于间隔布置的就地化继电保护智能安装系统集成了温湿度采集、装置运行状态图像采集、除尘清洗、消防、驱鼠、照明等多项功能，在有效保障了就地化继电保护装置稳定可靠运行的同时，保证其状态可记录、可控制。利用光伏效应存储电池作为就地化继电保护装置的应急电源，确保在外部失电时保护装置能正常工作。当装置、电缆由于高温或放电引起火星、冒烟等异常现象时，现场布置的消防喷淋系统能将异常情况控制在最低限度。
结语
综上所述，在变电站继电保护中，保护技术不断推陈出新，紧紧围绕着四性要求，改善传统技术和设备中的缺陷与不足，促使继电保护工作效率大大提升，实现系统的远程控制，逐渐朝着自动化和智能化发展，促使电力系统运行更加稳定。只有这样，才能为社会发展提供更加可靠的电力服务。
参考文献：
[1]张春合，陆征军，李九虎，等.数字化变电站的保护配置方案和应用[J].电力自动化设备，2015，31（6）：122~125.
[2]吴赛，仝杰，朱朝阳，等.智能变电站就地化保护无线接入方案设计[J].电力建设，2017，38（5）：69~75.
论文作者:刘宣慧,孙文捷,陈崯泉,肖波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
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