伍元彪
（国网重庆市电力公司万州供电分公司 重庆万州 404000）
摘要：随着智电网的建设,智能变电站开始投入建设,继电保护是对智能变电站建设的重要环节之一,智能变电站继电保护与传统继电保护手段相比主要体现在继电保护装置具有智能性。同时还具有迅速、灵敏、可靠等特点,为建设变电站的其它设备提供了基础保障。智能变电站的继电保护可分为变电站层和过程层两个部分,这两部分组成一个整体,共同发挥作用,实现继电保护。
关键词：智能变电站；继电保护
随着电力行业的不断发展，智能化装置开始被引入到智能电网的建设中，其以传统变电站继电保护装置为基础，应用自动化信息技术，实现变电站继电保护的智能化。要做好智能化变电站的继电保护，要选择灵敏性和可靠性高的保护装置，一般可将其分为两大部分，即智能变电站层和过程层，前者通过集中后备保护方式采实现继电保护，后者采用分布式的独立设备配置保护，整个智变电站过程层的继电保护配置之间相互独立。
一、继电保护的特点
1数据采集的数字化
电压和电流的采集是智能变电站区别于传统变电站的一大特点，其使用的是光学互感器或者电子式互感器和数字化电气量采集系统。全数字化保护系统结构图如图1所示，其中，变电站一次设备的电气量，如电业电流等，是采用电子式互感器或光学互感器来采集，合并单元统一对这些数据进行合成，进行汇总，借助网络介质传输数据，减少了电缆的使用，完成一次系统和二次系统之间的电气隔离，加大测量范围，提高测量精度。
2信息应用的集成化
智能变电站使用IEC61850统一标准，继电保护装置克服了因系统建构和建模之间的差异而导致的信息死角问题，在信息的应用方面实现了集成化，使得继电保护装置、控制设备、监视设备和故障录波装置等设备的功能不再单一，彼此之间都有一定的联系，避免了硬件重复配置的问题，实现了资源的共享。
3信息交互的网络化
智能变电站中的继电保护装置全部都可以采用高速通讯网络技术，不用再像传统的变电站那样通过重复I/O接口来实现常规功能。不仅在很大程度上减少了变电站中二次回路的连接线数目，使系统的安全性和可靠性大大提高，还能借助以太网技术共同分享数据和资源，通过多播技术把采样数据同步传输到保护、测量、控制以及故障录波装置等。
4系统结构的紧凑化
传统变电站的保护装置具有重量大、体积大等缺点，智能变电站刚好克服了这些难题。其紧凑的系统结构可以将各项装置合理配置、优化组合在一起。比如说在某些高压变电站的建设过程中，继电保护、测量、控制和故障录波以及安全自动装置实现了智能电子装置的近过程化。在中低压变电站中，能够直接对继电保护装置进行小型化设置，紧凑地安装于开关柜上面。
二、如何保护好继电保护装置
1变压器保护配置
主要通过分布式的方式来实现变压器的进行差动动能保护，对于变压器的后备保护，使用的是集中式配置方式，独立安装方式主要用于进行非电量的保护，具体安装方式将电缆直接连接到断路器，跳闸后命令由电缆线引入GOOSE以及采样系统。
2电压限定延时的过电流保护
在智能变电站电力系统的正常运行过程中，容易因外部断路而引起过负荷电流。这种情况下的过负荷电流与正常电流的差剐可能不大，但容易在出现外部故障时发生跳闸。通过电压限定延时来实现对发生过电流情况下的保护，及时发出执行信号。
3线路保护装置
大多数电力系统的线路保护配置采用纵联差动为主保护系统，以集中式保护装置为后备保护装置。通过线路保护装置实现对各级电压的间隔单元的监控和保护，具有测量、保护、控制和通信监视等功能，为解决发电厂、变电站、高低压配电等系统的控制和保护提供较为完善的方案。确保电力系统的安全运行。
三、进行继电保护过程中需注意的问题
1可靠性问题
从图1可以看出，系统结构的数字化保护中包括很多电子装置，例如同步时钟源、以太网交换机和合并单元等等。不仅仅是环境会对电子装置造成影响吗，信息的同步、开关频率和电磁兼容也会影响电子装置，以致于继电保护装置存在可靠性问题。因此，继电保护装置中的光缆要有稳定的性能，通过冗余技术实现系统自检，及时对警告做出反应，建立可靠的系统模型，定量分析其可靠性。
2实时性问题
在实际应用中，对智能变电站继电保护的实时性要求非常高，而数值式的互感器在进行数字采样时不可避免地会因合并器链路传播、交换机进行交换、NPI处理以及接收器的接收延时而产生一定的时间误差，影响数据的传输。交换机转发和合并器排队是数字式互感器形成时间延时的主要原因，不同性能的交换机存在不同的延时转发，就算是最高的优先级的报文也要等到当前的发送动作完成之后再进行转发。接收到采集器的数据的合并器，需要排队进行相应的处理，使得接收通信产生延时。
3同步性问题
传统变电站使用的互感器不存在同步性问题，而将数字化信息采集应用于智能变电站，其合并单元输出的采样信号包含时间信息。保护的动作与其同步性密切相关，为防止电气量的幅值和相位出现误差，应使继电保护装置在同样的时间获得采样数据，保护装置的同步信号丢失后仍可以靠内部的时钟进行数据采集，但是采集到的数据还是会出现误差。为提高保护时间的同步性，可从以下几点着手：①同期检测和线路差动保护。这两种装置要采集信号的幅值和相位是来自两个不同的变电站，需要线路本侧数据和线路对侧数据。因此，必须确保全网同步执行正确的动作，一旦发生同步信号丢失现象，马上进行保护闭锁。②变压器差动保护和距离保护。这两种装置要采集信号的幅值和相位是来自同一个变电站，只要保证好变电站内的信号同步就行了，发生数据丢失时，可在延时一定的时间后执行进行保护闭锁动作。③过压过流保护。对这两者的保护，其原理相对简单，没有严格要求时间信号的同步，只要输入正确的幅值信号，发生信号丢失时，保护装置一样可以正确执行相应的动作。
4安全性问题
智能变电站继电保护装置使用的都是IEC61850建模标准，其标准是在公开的平台下统一规定的。但是在网络及技术发达的今天，保护系统的信息安全容易受到网络威胁和分析，使得其安全性问题越来越突出。虽然IEC61850标准没有规定信息的安全性问题，但是之后发布的IEC62351规定了安全防护的相关标准和措施，给数据通信环境的安全性提供合理可行建议。
结语
综上所述,做好变电站的继电保护工作对于整个变电站来说具有非常重要的意义，要不断对其保护技术进行改进和创新，利用数字网络技术，建立智能变电站。并将智能变电站的继电保护装置作为工作重点，加大力度使其尽快实现全智能化，为电力行业的发展做贡献。
参考文献
[1]杨依明，崔荣花，田克强，李昭，智能变电站继电保护配置方案分析研究[J]．中国新通信，2013．
[2]叶刚进，戴世强，智能变电站继电保护检修作业安全风险管控策略[J]．智能电网，2014.
作者简介
伍元彪（1981.03.26），男，学历：重庆大学电气工程专业硕士研究生单位：国网重庆市电力公司万州供电分公司，研究方向：继电保护
论文作者:伍元彪
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/25
标签：变电站论文; 保护装置论文; 智能论文; 继电保护论文; 继电论文; 系统论文; 装置论文; 《电力设备》2016年第12期论文;