康鑫

0 引言

隨著電網建設地不斷推進 ，變電站智能化技術在電網中應用越來越多 ，而且智能變電站中繼電保護的相關技術應用也越來越多 。在對電網系統(tǒng)中 ，智能變電站繼電保護的相關配置是在對于傳統(tǒng)電網變電站繼電保護裝置以及相關特點沿用的基礎上 ，通過自動化信息技術的應用 ，實現(xiàn)對于變電站的智能化繼電保護。在智能電網系統(tǒng)中 ，在進行智能化變電站的繼電保護配置中 ，首先需要對于智能變電站繼電保護配置的靈敏性以及選擇性 、可靠性等進行考慮 ，在此基礎上 ，對于智能變電站繼電保護的具體配置情況可以分為 ，智能變電站過程層的繼電保護以及變電站層的繼電保護 。在電網系統(tǒng)中 ，智能變電站的過程層繼電保護是在一次設備獨立配置主保護 ，在智能變電站過程層的元件中采用分布式繼電保護配置 ，整個智能變電站過程層的繼電保護配置之間相互獨立完成 。在電網系統(tǒng)中 ，對于電網智能變電站的變

電站層繼電保護配置使用的是集中后備保護方式，實現(xiàn)變電站層的繼電保護功能。

1 繼電保護基本配置分析

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求 ，電子技術 、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力 ，電力系統(tǒng)繼電保護經過長期發(fā)展 ，已經進入微機繼電保護發(fā)展時期。一臺完整的微機型繼電保護裝置的構成包含硬件和軟件兩部分。硬件指模擬和數(shù)字電子電路 ，由它建立起與微機保護外部系統(tǒng)的電氣聯(lián)系和軟件運行的平臺 ;軟件指計算機程序 ，由它按照保護原理和功能的要求對硬件進行控制 ，有序地完成數(shù)據采集 、外部信息交換 、數(shù)字運算和邏輯判斷 、動作指令執(zhí)行等各項操作 。繼電保

護的硬件配置如下。

（1）數(shù)字核心部件

繼電保護裝置的數(shù)字核心部件實質上就是一臺特別設計的專用微型計算機，一般由中央處理器（CPU）、存儲器、定時器/計數(shù)器及控制電路等部分組成，并通過數(shù)據總線、地址總線、控制總線連接成一個系統(tǒng)。繼電保護程序在數(shù)字核心部件內運行指揮各種外圍接口部件運轉，完成數(shù)字信號處理，實現(xiàn)保護原理。

（2）模擬量輸入接口部件

繼電保護判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障或處于不正常運行狀態(tài)所依據的基本電量是模擬電量。一次系統(tǒng)的模擬電量可分為交流電量（包括交流電壓和交流電流）、直流電量（包括直流電壓和直流電流）以及各種非電量。微機型保護裝置模擬量輸入接口部件的作用是將電力傳感器輸入的模擬電量正確的變換成離散的數(shù)字量，提供給數(shù)字核心部件進行處理。

（3）開關量輸入接口部件

開關量是指那些反映 “是 ”或“非 ”兩種狀態(tài)的邏輯變量，如斷路器的“合閘”或“分閘” 狀態(tài)、控制信號的“有”或“無”狀態(tài)等。繼電保護裝置常常需要確知開關量的狀態(tài)才能正確的動作。開關量輸入（簡稱開入）接口部件的作用是，為正確地反映開關量提供輸入通道，并在微機型保護內外部之間實現(xiàn)電氣隔離，以保證內部弱點電子電路的安全和減少外部干擾。

（4）人機對話接口部件

人機對話接口部件的作用是，建立起微機型保護與使用者之間的信息聯(lián)系，以便對裝置進行人工操作、調試和得到反饋信息。繼電保護的操作主要包括，整定值和控制命令的輸入等;而反饋信息主要包括，被保護的一次設備是否發(fā)生故障、何種性質的故障、保護裝置是否已發(fā)生動作以及保護裝置本身是否運行正常等。微機型保護采用智能化人機界面，使人機信息交換功能大為豐富，操作更為方便。

2 智能變電站中的繼電保護

基本配置

在電網系統(tǒng)中 ，智能變電站繼電保護配置一般是根據智能變電站繼電保護的不同配置層進行繼電保護配置分析]。電網系統(tǒng)中 ，智能變電站繼電保護配置主要分為智能變電站過程層繼電保護與變電站層繼電保護。首先，在電網系統(tǒng)中，智能變電站過程層繼電保護配置主要是根據智能變電站過程層的一次設備情況 ，獨立對于一次設備進行主保護的配置 。在根據智能變電站過程層一次設備情況進行繼電保護配置時，對于智能變電站過程層一次設備主保護的配置需要分為兩種。一是在進行電網系統(tǒng)中 ，智能變電站過程層一次設備本身就是智能化設備的保護配置時 ，變電站的一次設備保護裝置安裝在變電站智能設備的內部 ;二是如果變電站的一次設備是老設備改造的 ，對于這樣的變電站一次設備的主保護配置應該將保護設施以及合并器 、測控等功能設備在一次設備附近進行就近安裝 ，以保證智能變電站設備運行與維護工作便利 。在電網智能變電站中 ，過程層繼電保護配置中的電網信息的采集與傳輸，整個智能變電站系統(tǒng)中都是通過以太網實現(xiàn) 。電網智能變電站繼電保護配置如圖1所示。在電網智能變電站繼電保護配置圖中，實線表示的是智能變電站中一次設備的主保護通信線路，虛線部分表示智能變電站過程層的以太網傳輸線路。在電網系統(tǒng)運行過程中，智能變電站的繼電保護配置通過全站式的分布保護設置，對整個變電站的繼電保護配置進行簡化，并在對于繼電保護簡化設置基礎上對變電站的運行安全以及穩(wěn)定性進行保護。

3 智能變電站過程層保護優(yōu)化配置

在電網系統(tǒng)中，智能變電站繼電保護配置主要有智能變電站過程層繼電保護配置和變電站層

繼電保護配置兩個部分 [4]。對于智能變電站的過程層繼電保護的配置情況需要根據變電站一次設備的具體情況進行保護配置。在進行智能變電站過程層一次設備主保護的配置中，如果智能變電站過程層的一次設備本身就是智能化設備，那么對于這種智能化變電站一次設備的主保護應設置在智能化設備的內部;如果智能變電站過程層中的一次設備是有老設備改造成的，那么在進行這類設備的繼電保護設置時，應將智能變電站過程層的一次設備繼電保護設施就近安裝在變電站一次設備的匯控柜中，以方便進行變電站設備運行維護。

對于智能變電站的過程層繼電保護主要就是對智能變電站過程層的快速跳閘進行主保護配置。包括對于智能變電站過程層進行線路縱聯(lián)保護以及變壓器差動保護、母線差動保護等。將智能變電站過程層中的后備保護功能轉向智能變電站的變電站層集中保護裝置系統(tǒng)中，將整個智能變電站的繼電保護進行簡化，并且對于智能變電站繼電保護的穩(wěn)定性有一定的保障。

3.1 過程層線路縱聯(lián)保護配置

對于智能變電站過程層的線路保護主要使用的是線路縱聯(lián)保護系統(tǒng)，對于變電站過程層線路進行保護。一般情況下，智能變電站過程層線路縱聯(lián)保護的方式主要有過程層線路縱聯(lián)差動保護與線路縱聯(lián)距離保護兩種線路縱聯(lián)保護。在智能變電站過程層中，線路縱聯(lián)保護主要是線路保護中的主保護部分，對于過程層線路的后備保護部分主要設置在變電站層的集中式保護裝置中。圖

3.2 過程層變壓器差動保護配置

對于智能變電站過程層的變壓器差動保護主要是使用的分布式差動保護配置方式進行過程層變壓器差動保護的配置 。在智能變電站過程層中，對于智能變電站過程層的變壓器繼電保護主要采用的變壓器差動保護作為過程層變壓器的差動保護部分，對于過程層變壓器的后備保護部分設置在變電站層的集中式保護裝置中。在進行智能變電站過程層變壓器差動保護設置過程中，對于非電量的保護部分需要進行單獨安裝，然后通過電纜線路直接連接到變電站的斷路器中，斷路器的跳閘命令會通過光纜線路傳輸?shù)饺臼骄W絡線路中，從而實現(xiàn)整個變壓器的差動保護。除上述智能變電站過程層中的繼電保護部分，對于智能變電站過程層繼電保護部分還包含智能變電站過程層母線差動保護、電抗器保護、同步采樣保護以及分布式通信保護等，通過智能變電站過程層的這些設備裝置保護設置，最終實現(xiàn)對于整個智能變電站過程層的繼電保護配置。

5 結論

對于智能變電站繼電保護的配置進行分析研究，不僅對于電網智能變電站繼電保護配置方案的合理確定有著積極作用，而且對于整個電網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著積極的作用。

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