黃圖強(qiáng)

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，促使著各行各業(yè)進(jìn)行變革，尤是在針對(duì)變電站技術(shù)方面，傳統(tǒng)的變電站技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足新型社會(huì)的繼電保護(hù)，所以要對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的改革和創(chuàng)新，只有在對(duì)智能變電站的架構(gòu)體系和具體的使用影響方面進(jìn)行研究，才能夠保證智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生實(shí)際的影響作用。

關(guān)鍵詞：智能變電站；變電站技術(shù)；繼電保護(hù)；三層兩網(wǎng)

智能變電站技術(shù)對(duì)電網(wǎng)工程產(chǎn)生著非常重要的影響，尤其是針對(duì)繼電保護(hù)所發(fā)揮的作用不可忽視，為了能夠看出智能變電站技術(shù)的先進(jìn)性，及其對(duì)繼電保護(hù)的影響，本文從繼電保護(hù)的架構(gòu)體系出發(fā)，具體的研究出智能變電站主要采用“三層兩網(wǎng)”的架構(gòu)，以及應(yīng)用IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)體系和高精度全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)，進(jìn)一步的看出對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)傳輸方面的影響作用。希望能夠?qū)?shí)際的變電站技術(shù)創(chuàng)新有所啟發(fā)。

1 智能變電站繼電保護(hù)架構(gòu)體系

傳統(tǒng)的變電站在對(duì)用電保護(hù)上存在著一些問(wèn)題，而在現(xiàn)代技術(shù)的支撐下，智能變電站對(duì)繼電保護(hù)主要采用的是以過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)為中心的組織結(jié)構(gòu)，而在具體的示例之中，主要采用IEC 61850為其通信標(biāo)準(zhǔn)，這一通訊標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾方面：

1.1 智能變電站集中采用“三層兩網(wǎng)”的架構(gòu)

具體表現(xiàn)為：在其中的功能劃分上主要分為3個(gè)方面，即站控層、間隔層和過(guò)程層，就這3個(gè)層面之間的結(jié)構(gòu)而言，其中兩兩之間分別兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即站控層網(wǎng)絡(luò)與過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，具體的表現(xiàn)形式如圖1所示。

在對(duì)繼電保護(hù)方面，主要的繼電保護(hù)依靠站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)，其中站控層網(wǎng)絡(luò)主要進(jìn)行數(shù)值的傳輸和修改以及對(duì)錄波文件的傳送，在經(jīng)過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行采樣值的傳輸和對(duì)其中的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及跳閘、閉鎖等信號(hào)的考核，達(dá)到實(shí)時(shí)性和可控性的目的，只有這樣，才能保證對(duì)繼電保護(hù)的功能落到實(shí)處，取得實(shí)效。

1.2 IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)體系

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)完全符合智能變電站對(duì)繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)與通信遵循的規(guī)則。智能變電站所采用的IEC 61850通訊標(biāo)準(zhǔn)，主要是借助傳統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)其中的功能單位進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)其工作職能進(jìn)行重新劃分，從而滿(mǎn)足對(duì)繼電保護(hù)的功能。其中在針對(duì)實(shí)體設(shè)備的邏輯方面，按照其中的功能劃分，可以把基本功能單元?jiǎng)澐譃閿?shù)個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，這個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)可以包括跳閘回路、保護(hù)算法、采樣值處理等節(jié)點(diǎn)，IEC 61850的通訊標(biāo)準(zhǔn)能夠完全滿(mǎn)足其中的特定條件而達(dá)到通訊協(xié)議所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。其中可以采用SV/GOOSE通信技術(shù)保證在網(wǎng)絡(luò)層的使用方面符合要求和規(guī)范，在具體的對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)保護(hù)方面，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)能夠完全保護(hù)繼電保護(hù)的基本數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)拓展[1]。

1.3 以數(shù)據(jù)幀傳輸為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)作

在對(duì)繼電保護(hù)方面，對(duì)于整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸保護(hù)有著很高的要求。按照傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)方面，主要是設(shè)置專(zhuān)門(mén)的采樣和命令信號(hào)通道，其中對(duì)于傳輸?shù)乃俾史矫娓怯兄潭ǖ囊?guī)范。在具體的智能裝置方面，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的采樣值傳輸、開(kāi)關(guān)的狀態(tài)量以及對(duì)跳閘指令所規(guī)定的太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的形式和方法，在傳輸介質(zhì)方面，主要依靠交換機(jī)和光纖。主要執(zhí)行命令的是過(guò)程層。這種表現(xiàn)方式能夠?qū)⑵渲兴?guī)定的對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸做到嚴(yán)密保障，主要依靠過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)而達(dá)到對(duì)繼電保護(hù)的全方面保護(hù)，能夠?qū)⒄麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和策略調(diào)整為最佳狀態(tài)。

1.4 模塊化的保護(hù)功能組織形態(tài)

傳統(tǒng)的變電站對(duì)繼電保護(hù)主要是以裝置為中心來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這是由過(guò)程網(wǎng)的信息共享中有固定的保護(hù)組織決定的。在智能變電站的保護(hù)功能中，主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站的功能分化，多個(gè)裝置獨(dú)立運(yùn)作，保證了效率的提高，同時(shí)在對(duì)信息的保護(hù)方面，實(shí)現(xiàn)了靈活的組織功能，這種保護(hù)模塊能夠?qū)⒄w的保護(hù)功能落到實(shí)處，實(shí)現(xiàn)具體的功能強(qiáng)化和提高保護(hù)效率。

1.5 高精度全網(wǎng)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)

傳統(tǒng)變電站的繼電保護(hù)主要采用IRIG-B碼來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，有的采用光纖方式來(lái)達(dá)到對(duì)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)時(shí)同步。在另一個(gè)方面，智能變電站采用的是不同于傳統(tǒng)變電站的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行模式。這其中的原因主要是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)同步系統(tǒng)在傳輸發(fā)方式上有諸多限制，需要固定的傳輸通道，不能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化的信息共享的發(fā)展趨勢(shì)[2]。第二是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的IRIG-B碼對(duì)時(shí)同步系統(tǒng)主要是單向放射性的方式，很容易受到線(xiàn)路的狀態(tài)影響，具體的繼電保護(hù)需要高精度的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的對(duì)時(shí)方式，這樣能夠?qū)φ麄€(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)且全面的監(jiān)控。

2 智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)信息及保護(hù)原理的影響

從能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)保護(hù)角度來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)方面與智能的變電站技術(shù)存在著明顯的不同，其中智能變電站對(duì)繼電保護(hù)的影響主要來(lái)自于3個(gè)方面。

2.1 電子式互感器的使用使得繼電保護(hù)的源數(shù)據(jù)性質(zhì)有所改變

傳統(tǒng)的電磁互感器在針對(duì)傳變特性和一些整定規(guī)則方面有著需要優(yōu)化和調(diào)整的地方。并且由于電子式互感器的采樣存在著特殊性，尤其是在針對(duì)數(shù)字化的數(shù)據(jù)處理方面，有可能會(huì)造成一些數(shù)據(jù)的不同步和延遲的問(wèn)題，這種問(wèn)題需要進(jìn)行系統(tǒng)的改進(jìn)和深入的研究。從另外一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，電子式互感器的一些線(xiàn)性?xún)?yōu)勢(shì)和頻帶寬度的優(yōu)勢(shì)能夠針對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生全新的工作原理和不同的計(jì)算處理方法。

2.2 二次信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸使得繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸方式有所改變

在傳統(tǒng)的對(duì)繼電保護(hù)方面，針對(duì)其中的網(wǎng)路傳輸有著固定的傳輸模式，這種模式存在著路線(xiàn)固定和保護(hù)程度低的缺點(diǎn)，其中對(duì)于實(shí)時(shí)性和可靠性不能做到完全的保護(hù)，而在新型的智能化的變電站方面，對(duì)于信息數(shù)據(jù)的傳輸有了新的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)面，二次信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸能夠?yàn)樾畔⒑蛿?shù)據(jù)的共享搭建一個(gè)穩(wěn)固的平臺(tái)，也使得保護(hù)性得以提高，能夠保證整個(gè)保護(hù)方式變得簡(jiǎn)便而靈活，也能夠促進(jìn)一種新型的保護(hù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的保護(hù)[3]。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)化的傳輸方式本身就要能夠?yàn)閿?shù)據(jù)提供可靠性和實(shí)時(shí)的全面保護(hù)，在具體的處理方式上要能夠保證數(shù)據(jù)的處理方式做到全面且細(xì)致，從而能夠保證信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，這對(duì)具體的數(shù)據(jù)保護(hù)提出了新的要求。

2.3 二次信息處理系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的處理和利用方式有所改變

在智能變電站對(duì)繼電保護(hù)的過(guò)程之中，由于新的通訊標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850通訊方式的推廣和使用，能夠?qū)崿F(xiàn)在設(shè)備之間的互相聯(lián)系和互相溝通，甚至有的條件下可以達(dá)到互換的效果，這種方式能夠?yàn)槎涡畔⑴c具體的IED設(shè)備產(chǎn)生分離的效果，兩者獨(dú)立工作，又相互聯(lián)系，這能夠?yàn)閮烧咧g的使用和數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)[4]。從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，整個(gè)設(shè)備所涉及信息和數(shù)據(jù)非常龐大且復(fù)雜，只有在對(duì)整體的信息進(jìn)行整理和收集的基礎(chǔ)上，才能夠?yàn)槔^電保護(hù)的設(shè)備和儀器及最終的實(shí)施過(guò)程奠定基礎(chǔ)，從而對(duì)整個(gè)設(shè)備的保護(hù)配置和數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)全新的保護(hù)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的變電站技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的對(duì)繼電保護(hù)的功能還不夠全面且具體，而在智能變電站方面，智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心環(huán)節(jié)，只有能夠?qū)χ悄茏冸娬镜脑砗徒M織模式架構(gòu)體系進(jìn)行充分研究，才能對(duì)智能變電站技術(shù)發(fā)展和具體推廣使用過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題加以解決，只有這樣，才能夠?qū)㈦娋W(wǎng)穩(wěn)定向前發(fā)展落到實(shí)處，從而能夠保證智能變電站的技術(shù)科學(xué)性和方向正確性，有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：廣州番電電力建設(shè)集團(tuán)有限公司）