陳其鳳 崔建喜

(1.青海省電力公司海南供電公司，青海 海南州 813000；2.青海省電力公司，青海 西寧 810008)

智能化變電站繼電保護(hù)配置特點及運維管理分析

陳其鳳1崔建喜2

(1.青海省電力公司海南供電公司，青海 海南州 813000；2.青海省電力公司，青海 西寧 810008)

對智能化變電站中應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置的配置特點加以介紹，并給出其運維管理方法，以實現(xiàn)智能化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定工作。

智能化變電站；繼電保護(hù)；配置；管理

0 引言

隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷升級，以及現(xiàn)代自動化技術(shù)的日漸成熟，智能化變電站在電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，并逐漸成為電網(wǎng)正常運行的核心部分。在智能化變電站中，繼電保護(hù)裝置是尤為重要的部分，其直接影響到電網(wǎng)的安全、可靠運行。為更好地提升智能化變電站運行的安全、高效性，需對系統(tǒng)中所采用的智能化電子元器件，特別是繼電保護(hù)裝置加以剖析，使之以更高的智能化水平服務(wù)于變電站系統(tǒng)。

1 智能化變電站的系統(tǒng)架構(gòu)

傳統(tǒng)變電站系統(tǒng)中的保護(hù)、測控等裝置與互感器、一次設(shè)備間的連接依賴于二次電纜，而智能化變電站則打破了這種模式，其實行“兩網(wǎng)三層”的架構(gòu)，即由智能化的一次設(shè)備(如電子式互感器、智控開關(guān)等)與網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備在過程層、間隔層及站控層的分層作用下搭建整個系統(tǒng)架構(gòu)，并在遵循統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)即IEC61850的前提下，完成變電站中各智能化設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信及信息共享，從而實現(xiàn)智能化控制操作，如圖1所示。

圖1 智能化變電站系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 過程層

智能化變電站的過程層基本上是由智能化一次設(shè)備及組件組成的智能化終端、合并單元以及與其他層通信的接口單元組成。過程層主要實現(xiàn)繼電保護(hù)的迅速跳閘動作，其通過監(jiān)控裝置等實時獲取電網(wǎng)中各運行參數(shù)如電壓、電流值及其相位變化等信息，并在交換機(jī)的作用下將數(shù)據(jù)信息在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸；此外，在對變電站中各設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測后，根據(jù)其參數(shù)信息判斷是否執(zhí)行控制操作，如對電源的充電或放電控制。

1.2 間隔層

間隔層處于過程層與站控層中間，其主要包括繼電保護(hù)設(shè)備、測控用設(shè)備以及錄波設(shè)備等，實現(xiàn)對設(shè)備的實時保護(hù)及動作控制等功能。間隔層具備對操作優(yōu)先級的選擇控制功能，可實現(xiàn)與站控層及過程層的雙向通信，其通信方式通常選擇光纖通信。

1.3 站控層

站控層主要是由工作機(jī)組、站域中的控制模塊、通信裝置等組成，其作為繼電保護(hù)的最高功能層，可實現(xiàn)對整個變電站各設(shè)備運行參數(shù)的整合及匯總，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中以作備用，同時將其輸出至中央監(jiān)控中心，以便作出正確判斷，將相應(yīng)的控制指令下達(dá)給間隔層以及過程層，實現(xiàn)對各層中智能化設(shè)備的控制；另外，站控層還可在預(yù)定的整定算法下，對變電站中各種突發(fā)情況采取應(yīng)用預(yù)設(shè)定值的處理方案，將設(shè)備切換至按預(yù)定定值進(jìn)行工作，從而保護(hù)設(shè)備的正常運行。

2 智能化變電站繼電保護(hù)配置特點

變電站由傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代智能化發(fā)展的過程中，繼電保護(hù)也由傳統(tǒng)的模擬式向數(shù)字保護(hù)過渡。智能化變電站中采用網(wǎng)絡(luò)層次化與智能化一次設(shè)備相配合的模式，實現(xiàn)了設(shè)備間的交互通信及資源共享。如圖2所示，分層配置的繼電保護(hù)對變壓器及其附屬線路等的保護(hù)可在過程層實現(xiàn)，其可跳過交換機(jī)直接取得MU智能操作的信息資源；而間隔層中多為母線保護(hù)配置，其獲取各設(shè)備的信息參數(shù)等需在交換機(jī)的輔助下完成；站控層的站域保護(hù)管理則可在后臺運行。

圖2 智能化變電站繼電保護(hù)配置

2.1 主設(shè)備保護(hù)可脫機(jī)進(jìn)行

在智能化變電站的分層配置設(shè)計中，對于系統(tǒng)中的核心設(shè)備如供電線路、變壓器等的保護(hù)，可省去利用交換機(jī)讀取間隔信息，直接與MU智能化操作設(shè)備進(jìn)行信息交互，即實現(xiàn)了脫機(jī)工作。這種信息交互方式即使遇到網(wǎng)絡(luò)堵塞等突發(fā)情況，也不會影響通信的正常進(jìn)行，因而可實現(xiàn)對主要設(shè)備的實時監(jiān)控及保護(hù)，同時消除人們對通信網(wǎng)絡(luò)存在安全漏洞的顧慮。

2.2 提高變電站的運行效率

智能化變電站繼電保護(hù)使用后臺控制對整個變電站設(shè)備的運行操作進(jìn)行命令決策，而變電站系統(tǒng)中的線路負(fù)荷保護(hù)、備用電源切換及線路重合閘等也可以該方式實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控及動態(tài)保護(hù)。變電站系統(tǒng)可根據(jù)后備保護(hù)重新進(jìn)行整合，即合理配置原有散亂分布的需重復(fù)保護(hù)的設(shè)備，從而簡化變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，提高變電站工作效率。

2.3 自適應(yīng)調(diào)整繼電保護(hù)的定值及其范圍

智能化變電站繼電保護(hù)可自適應(yīng)調(diào)整保護(hù)定值及其范圍，防止變電站系統(tǒng)因直流接地造成繼電保護(hù)誤動作等。在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)模式中，保護(hù)定值是由設(shè)備負(fù)責(zé)人員設(shè)定在某個范圍內(nèi)，而智能化變電站除可由人為調(diào)整外，還可根據(jù)現(xiàn)場運行狀態(tài)并兼顧對母線及其他線路的保護(hù)而對保護(hù)定值進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。

3 智能化變電站繼電保護(hù)的運維管理

隨著智能化變電站逐漸取代傳統(tǒng)變電站投入使用，其運維管理工作也相應(yīng)地需加以調(diào)整，尤其是在繼電保護(hù)方面。在智能化變電站中，繼電保護(hù)的二次系統(tǒng)以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)構(gòu)建控制體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬控制方式，同時更多地應(yīng)用智能化終端、控制決策系統(tǒng)，因而其繼電保護(hù)的管理需重新進(jìn)行規(guī)劃。

3.1 調(diào)整技術(shù)管理內(nèi)容

在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)維護(hù)工作中，工作人員主要對變電站的二次系統(tǒng)等進(jìn)行維護(hù)管理，因其使用的是模擬式電路，因而維護(hù)工作主要圍繞各交流回路的斷、短路及其他故障的排查來開展。然而，在智能化變電站中使用的是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化控制模式，繼電保護(hù)的運行管理內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樽冸娬鞠到y(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)正常與否。

3.2 提高工作人員專業(yè)技術(shù)水平

因智能化變電站系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)連接的，設(shè)備間的通信是在遵循IEC61850協(xié)議的基礎(chǔ)上以數(shù)字傳輸方式開展的，因而對繼電保護(hù)設(shè)備管理人員而言，其不僅需熟知通用型繼電保護(hù)裝置，還需了解與通信相關(guān)的數(shù)字電路、計算機(jī)通信、自動化控制技術(shù)及通信協(xié)議等知識，進(jìn)而提高其對智能化設(shè)備的運維管理水平，保障繼電保護(hù)性能的正常發(fā)揮。

3.3 轉(zhuǎn)變繼電保護(hù)思路

由于智能化電網(wǎng)的推廣使用及普及，工作人員需及時改變對繼電保護(hù)的認(rèn)識并轉(zhuǎn)變管理思路；此外，由于新型技術(shù)的革新可能使之前的管理模式無法繼續(xù)沿用，因而設(shè)備負(fù)責(zé)人員需充分做好思想準(zhǔn)備，以在新型管理模式下順利開展對設(shè)備的運維監(jiān)督。

4 結(jié)語

智能化變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，因而需全面掌握智能化繼電保護(hù)系統(tǒng)的配置特點，并合理規(guī)劃繼電保護(hù)的運維管理工作，使之可靠地服務(wù)于電力系統(tǒng)，保障智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。

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[2] 陳翔，張靚.基于智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)研究[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013(3)

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2014-06-24

陳其鳳(1988—)，女，甘肅白銀人，助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化。