尚超
（国网冀北电力有限公司承德供电公司 河北承德 067000）
摘要：随着信息技术和网络技术发展，智能电网成为我国电网技术改革的重要方向。作为智能电网的第一道保护防线，变电站继电保护作用不可小觑，为与智能电力大环境相和谐，变电站继电保护配置也需进一步升级为智能保护配置，全面实现电网智能化保护。本文通过整合以往继电保护配置原理，结合目前智能电网改进和发展过程中继电保护的经验教训，对未来智能变电站继电保护配置进行展望和探讨。
关键词：智能变电站；继电保护配置
1 智能变电站继电保护配置概述
1.1 继电保护配置的基本组成
继电保护配置主要由软件与硬件两部分构成，其中软件部分即计算机程序，其可根据保护原理及功能的要求来控制硬件，可执行的操作主要包括数据采集、数字运算及逻辑判断、外部信息交换，以及执行动作指令等；而硬件部分主要包括数字及模拟电子电路，硬件主要用来建立平台，以此来联系微机保护外部系统的电气，以及支持软件的运行[1]，继电保护的硬件配置主要有以下几个部分，即数字核心部件、模拟量输入接口部件、开关量输入接口部件、外部通信接口部件以及人机对话接口部件。
1.2 智能变电站继电保护配置
通常情况下，在电网系统中，主要依据智能变电站继电保护配置层的不同，来分析继电保护配置，主要有过程层继电保护和变电站层继电保护两种。
智能变电站过程层继电保护配置是对一次设备展开独立主保护的配置，在进行继电保护时，以智能变电站过程层的一次设备状况为依据，过程层继电保护配置可分成两类：在电网系统中，若智能变电站过程层一次设备自身即智能化设备的保护装置，此时，变电站的一次设备保护配置的安装位置是智能变电站设备内部；若老设备经过改造而形成了变电站的一次设备，此时，一次设备自身不再是保护装置，需要主保护配置，并将主保护配置、合并器以及测控等功能的设备安装于一次设备附近，以方便智能变电站设备的平稳运行以及后期维护。
2 智能继电保护配置的主要内容
智能电网的迅猛发展，给智能变电站继电保护配置带来了挑战和机遇，研究和提升智能继电保护配置主要从硬件和软件两方面入手，硬件是指研究智能继电保护配置的元件保护，软件是指继电保护配置中的广域保护系统。
2.1智能继电保护配置的元件保护
2.1.1主设备保护
继电保护装备的主设备保护应该注意保护发电机和变压器：要防止发电机内部短路，要特别注意匝与匝之间的绝缘，深入精确化校对电压器灵敏度，整定计算等；发电机接地保护要可靠；后备保护中的反应限过流等要与发电机的承受力相统一；变压器保护的重点仍然是识别励磁涌流，研究和发现变压器故障计算新原理仍是保护研究的重心。
2.1.2线路保护
智能继电保护的线路保护分为交流线路保护和直流线路保护两方面：在远距离保护下，交流线路易受到高电阻接地影响，回避负荷能力差，在系统震荡时发生短路，同时在同杆架设双回线中，因为电气量范围限制、零序互感和跨线故障等原因，交流线路故障测距误差大甚至是选相失败；在直流线路中，主保护行波保护仍受行波信号不确定影响线路端口非线性元件的采样率、过度电阻、动态时延的限制。这些问题都需要进一步的研究和改善。
2.2智能继电保护配置的广域保护
以数字化信息技术为基础，借鉴于广域式信息交互技术的广域电网保护，在智能继电保护配置中大放光彩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆广域电网保护是指在智能变电站一级配置数字化和二级配置网络化的前提下，把整个电力网络看做一个整体，利用全球定位、网络通信、实施监测、分析判断等技术，选择最适合的方法控制或隔离发生故障的设备。
2.2.1 广域电网保护的内涵
广域保护融汇电力系统多点、多角度信息，运用微型处理器对信息进行精确判断分析，对故障做出快速、可靠和精确的隔离或切除保护。同时广域保护还具有自愈能力，能分析判断切除障碍对整个电路系统安全稳定运行的影响，并采取相应的控制措施，这样同时具有继电保护和实现自动控制功能的系统叫做广域保护。
2.2.2广域电网保护的特点
通过上述广域保护的定义得出广域保护系统的特点如下：实时可靠地采集电力系统多点信息。全球定位系统技术、数字化信息技术的发展，为电力系统的广域测试提供技术支持，基于相量测试单元的广域测试系统为电力系统实现实时可靠测试提供了可能，满足智能电网大空间和同时间要求。支持多种电源接入电网，广域保护将电力系统看做一个统一的整体，可以实时保护接入的多种电源，并依据程序准确判断调整以期适应多电源接入电网。
自我控制能力。广域保护具有自我控制能力，可以在故障出现并隔离后，系统依据现实做出自我调整以期实现电力系统安全稳定运行。广域保护自我控制能力是为了防止大范围连锁故障出现。
3 继电保护设计方案基于分层配置的优势
从模拟式保护到数字式保护的发展在继电保护的发展过程中占据了相当长的时间，因此即使现在的数字式保护中仍然可以看到模拟式保护设计影子的存在。在继电保护当中虽然有着分层配置的优势，但是技术等方面仍然没能完全发挥。
基于分层配置的继电保护方案设计中，在过程层中安排有变压器保护以及线路保护等间隔保护，它能够进行独立跳闸，不必依赖于过程层的交换机。在间隔层进行多间隔的母线保护的配置，而跳闸保护功能的实现主要是通过过程层的交换机的进行。同时在站控层中设置有站域的智能保护单元，能够保证站域的管理和保护。在变电站的继电保护中，主保护通过变压器以及线路保护来实现，而后备保护由站域的智能保护单元进行实现。分层配置的继电保护能够在继电保护的系统当中渗透进全局的信息，重新审视了继电保护的配置以及原理，避免继电保护中的主保护受到系统运行方式的影响，这种继电保护能够对故障元件进行快速的切除，系统运行方式也不会对后备保护产生影响，为电网的安全性和可靠性提供保障。
4 继电保护装置性能分析
基于分层配置的继电保护配置方案能够大大提升继电保护的性能，主要体现在集中决策的后备保护、独立决策的快速保护以及站域智能后备保护。
过程层中安置变压器保护以及线路保护等主设备的保护，它的特点是快速切断不需要对其他间隔信息进行依赖，因此直接安放在过程层中，与智能操作箱通过直接相连的方式进行信息的传递以交互，即使网络信息发生瘫痪，不会影响到继电保护装置中主保护的动作。传统的保护性能在智能变电站中仍然有所体现，故障的快速切除不必依赖于外部通信。
后备保护是进行集中控制以及决策，对变电站中基本所有的一次设备进行后备保护，后备保护包括有母线充电保护、线路重合闸、线路过负荷保护、电源备自投、变压器过负荷保护等，后备保护对这些设备的保护是独立的功能模块，模块与模块之间主要通过后备保护的整体逻辑进行相互之间的配合。
结束语：
智能变电站继电保护配置的技术性强，需要遵循继电保护的运行原则，由此才能保障配置设计的准确性，同时结合配置优化的措施，完善智能变电站中的继电保护运行，促进智能变电站继电保护的发展。继电保护配置应该全面考虑智能变电站的实际要求，结合实际落实配置设计，提高变电站智能化的水平。
参考文献：
[1] 高东学，智全中，朱丽均，等.智能变电站保护配置方案研究[J].电力 系统保护与控制，2012，（1）.
[2] 朱声石.高压电网继电保护原理与技术[J].电力技术，1981，（8）.
论文作者:尚超
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
标签：继电保护论文; 变电站论文; 智能论文; 电网论文; 设备论文; 系统论文; 线路论文; 《河南电力》2018年10期论文;