摘要：目前，继电保护等二次设备主要集中布置在保护小室内。随着智能变电站的发展、智能终端合并单元的应用给二次专业带来了一些新的问题，中间传输及转化环节过多，继电保护的速动性和系统可靠性有所降低。二次设备就地化安装可以极大的减少与合并单元及智能终端的连接电缆，优化二次回路设计，有效地提高智能变电站中继电保护的可靠性，具有明显的效益。逐步推进二次设备就地化，研究就地化相关技术，将对智能变电站的发展具有重要意义。
关键字：智能变电站；二次保护设备；就地化
引言
随着资源节约型、环境友好型社会建设的逐步推进，“节材、节地、节能”等要求日益凸显。变电站建设趋向于土地占用少、工程造价低、建设周期短、运维便捷等特点，新技术、新材料的发展也为变电站建设模式改变创造了条件。通过优化智能变电站布局，逐步推进二次设备就地化，是智能变电站建设模式的发展方向之一。
二次设备就地化有利于节省电缆，简化二次回路，使二次回路更加清晰、简单、可靠;减少主控室、保护小室建筑面积，节约投资；减少施工的工作量，方便运行维护。
一、智能变电站二次保护设备就地化的优点
1、速动性和可靠性更高。由于就地化继电保护装置靠近一次设备安装，采用电缆直采直跳，取消了合并单元和智能终端，减少了测控数据传输的中间环节，原来的保护屏被小型的就地化保护装置替代，因此继电保护的速动性、可靠性得到了很大的提高。
2、即插即用，运维效率高。通过保护装置接口的标准化设计，采用航空插头实现了快速、可靠的插接，有效简化了二次回路；同时不同厂家装置可实现互换，缩短了维护工作时间，简化了工作流程，提高了工作效率。
二、智能变电站二次保护设备就地化配置方案整体配置原则
1、继电保护就地化必须坚持”四性”原则，即选择性、可靠性、速动性及灵敏性，通过对智能变电站继电保护以往的运行经验总结来看，应着重对数据可靠性的降低、保护动作时间及保护采样环节等一系列问题来提出解决方案，以此提高继电保护的速动性和可靠性。
2、继电保护就地化要求”小型化、标准化、无防护安装”：采用紧凑化的结构，减小装置尺寸，贴近被保护设备安装；要求适应复杂电磁环境及各种恶劣气候的影响，并可进行无防护户外安装。继电保护装置采用标准化接口，实现与一次设备间的即插即用，可实现间隔二次设备模块化集成、工厂化预制、更换式检修。
3、继电保护就地化方案仍按断路器设置间隔保护单元，间隔保护单元采用物理集成、逻辑独立的方式实现线路保护、母线保护和主变保护等功能，并上送模拟量和状态量信息至过程层网络。间隔保护单元贴近一次设备安装，采用直接采样和直接跳闸的方式，减少数据采集和跳闸输出的中间环节，缩短了电气连接的距离。
三、智能变电站二次保护设备就地化技术要求
1、数据同步技术
在完成就地化跨间隔保护技术之后，为了保证其功能的正常使用，就要对各个间隔子机进行准确地对时工作，为了完成时间上的精准校对，需要采用时间同步技术。目前比较常用的做法是通过对称算法来计算节点之间的传输时延，根据计算的结果来对时延进行相应的修正，在完成修正工作之后，采用差值同步算法进行同步对时作业。针对时间采样环节，主要有三种形式，点对点采样，根据外部时钟采样以及根据中断事件进行采样。这三种方式各有特点，点对点采样法，会增加环网流量的负荷，而外部时钟同步法会因为时钟的异常而造成数据精度的减低，故此不采用这两种方式。
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2、达到环境要求
就地化继电器保护设备需要安装在靠近一次设备的地方，由于脱离了小室的保护，因此受到外界干扰的影响会非常大，特别是一次设备周围的电磁场对于装置的影响，可能会导致就地化继电器保护设备失灵，为了解决这个问题，就需要让保护设备满足一些特定的要求，以适应复杂的室外环境。首先，保护设备的生产以及组装必须按照相关的标准严格执行，对于密封处接口进行仔细的处理，以满足该设备防尘、防水等要求[3]。其次，保护装置要能应对复杂的气候环境，对于高温、严寒以及高湿度等环境要有一定的抵抗能力。最后，对于保护装置的物理强度也要有一定的要求，要能抵抗一定规模的震动以及冲击，从而适应户外环境。
四、智能变电站二次保护设备就地化具体方案
1、整体配置
（1）线保护方式
在对双母线接线的间隔问题上，需要由间隔保护单元进行线路的保护工作，具体方式为使用两个断路器对应间隔保护单元，在进行独立采样之后再开始数据的级联工作。并且让两个保护单元中的一个完成对于双母线的保护工作。同时，另一方面间隔保护单元负责实现重合闸以及断路器失效保护功能。在线路的保护中，应该使用线路侧电压，或者是根据装置来分别配置电压切换组件。
（2）母线保护
想要让母线的保护能力得到完全的发挥，就需要采用分布式保护方法。以实际的需要作为基准，把保护功能分布到各个子机中，从而确保各个子机能够独立运算，并且使用无主式母线差动保护方式。
（3）变压器保护
与母线保护相同，对于变压器的保护方式与采用分布式方法，间隔保护单元与侧断路器形成对应关系，构成双向环网。在双向环网的框架下，中性点传输的电流可以被连入环网中，从而对变压器提供保护。
2、总体架构
跨间隔保护运用主机+子机的形式，将主机安装在小室内部，保护设备SV直采，主机与子机之间构成点对点的连接方式[4]。该形式主要有以下几种特点，首先，互感器合并单元可以做到无防护就地安装。其次，线路以及母联的保护设备也可以做到就地安装，并且达到直接SV采样以及电缆跳闸。最后，当采用主机+子机模式的时候，子机一方就可以实现无防护就地安装。同时由于主机与子机之间形成了点对点的临街，提高了保护设备的可靠性，并且能够明显地减少装置的接口，对于信息共享的优化也提供了一定的帮助。
3、运行维护技术
动进行检测项目的选择。其次，在检测装置运行的时候，模拟故障发生时的状态，形成信息的采集以及反馈工作，形成控制闭环，并且根据数据来判断保护装置的各项指标是否符合相应的标准。最后，在检测结束之后，设备可以自动产生检测报告，并且将报告实时传递给后方的主服务器，通过主服务器将报告储存在大数据库之中，方便进行统一的管控。
五、结束语
在智能变电站建设的过程中运用就地化继电保护技术，可以明显地减少智能变电站控制层面与间隔层面之间所需要的接线的数量，有效减低了维护的成本，因此应该在智能变电站建设中大力推广这项技术。
五、结束语
随着技术的发展，二次设备就地布置已是发展趋势，保护就地化可以简化二次回路，提升保护性能;减少屏柜数量，进而减少建筑面积，同时减少光缆数量;减少运维工作量，实现降本增效。但是，目前就地化保护还有很多工作要做，需要厂家、设计、施工、运维等共同努力，促进智能站设计、安装调试和运行检修等环节工作效率全面提升。
参考文献：
[1]宋爽.智能变电站就地化继电保护技术方案研究[J].电力工程技术，2018（03）.
[2]张振伟.智能变电站就地化继电保护技术方案研究[J].电力技术，2018（06）.
[3]严文斌.智能变电站就地化继电保护技术方案研究[J].电力系统，2018（09）
[4]宋爽，乔星金，卜强生，智能变电站就地化继电保护技术方案研究[J].电力工程技术，2018，37（2）.
论文作者:史大伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/29
标签：变电站论文; 设备论文; 智能论文; 间隔论文; 继电保护论文; 母线论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第15期论文;