劉瑾 符凌翔

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司丹陽市供電分公司，江蘇 丹陽 212300）

隨著科學(xué)進步與技術(shù)發(fā)展，社會對用電量與用電可靠性提出了更高要求，必須建立一個更可靠、高效、兼容、互動的智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是通過智能變電站組成的，智能變電站對于整個電力系統(tǒng)來說是重要的一個環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站是一種更為先進、可靠的智能設(shè)備，他是在信息技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效共享，還能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的采集和測量。不僅如此，智能變電站還能夠通過自動控制功能實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)、在線分析和決策。為了讓智能變電站更加穩(wěn)定的運行，采取繼電保護技術(shù)是有必要的。因此保護系統(tǒng)裝置作為整個電網(wǎng)最重要的二次設(shè)備之一，其可靠性也越來越得到整個社會普遍的重視。對智能變電站繼電保護優(yōu)點、關(guān)鍵元件、配置與整定要求、提升可靠的措施等進行了重點研究分析。

一、智能變電站繼電保護存在的優(yōu)點

現(xiàn)階段電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢就是智能變電站，通常情況下智能變電站繼電保護系統(tǒng)主要分為四個方面：一是保護裝置；二是合并單元；三是智能終端；四是通信網(wǎng)絡(luò)等。和以往傳統(tǒng)的常規(guī)變電站進行比較，智能變電站存在著以下優(yōu)點：

首先光纖組網(wǎng)對傳統(tǒng)二次電纜進行替代；無論是變電站中的一次設(shè)備與二次設(shè)備之間，還是二次設(shè)備與其他二次設(shè)備之間都需要進行信息交互和信號傳輸，今天能夠在一定程度上應(yīng)用先進的光纖傳輸技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二次控制電纜，不僅能加強通信效率，同時還能降低電纜在使用過程中的數(shù)量，對變電站的投資成本進行降低。其次加強通信效率，對電纜的使用數(shù)量進行減少，對變電站的投資成本進行降低，保證信息傳輸過程中的便捷性。在常規(guī)變電站中，由于不同廠家設(shè)備之間的通信存在著比較差的兼容性，再加上執(zhí)行通信協(xié)議也存在著不同，由于智能變電站使用統(tǒng)一的規(guī)約，進一步對監(jiān)控信息、控制信息以及保護信息，還有測量信息等實施統(tǒng)一的處理和控制，在對信息可靠性進行提高的基礎(chǔ)上，還能促進其完整性。再次能夠?qū)ΤＲ?guī)變電站中的難題進行解決。由于常規(guī)變電站中的電流互感器存在著較多不足，會出現(xiàn)一系列問題，如鐵磁諧振、電磁飽和以及絕緣油等，由于智能變電站電子互感器能夠?qū)υ擃悊栴}進行消除。對于智能變電站，通過使用光纜傳輸替代電纜，避免了電纜之間的電磁干擾以及直流接地的風(fēng)險。最后加強自動化以及管理水平，智能變電站中的二次設(shè)備通過實現(xiàn)智能化，可遠(yuǎn)程交互功能大幅度提升，保證信息在傳輸過程中的實時性，降低變電站在運維過程中的人工成本，加強變電站自動化以及管理水平，促進變電站安全穩(wěn)定運行。

二、分析智能變電站繼電保護關(guān)元件分析

由于智能變電站一次設(shè)備實現(xiàn)了智能化，再加上二次設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，無論是智能化電子設(shè)備，還是光纖通信網(wǎng)絡(luò)，它們都對變電站繼電保護產(chǎn)生了比較深遠(yuǎn)的影響。統(tǒng)一的IEC-61850 協(xié)議規(guī)定智能變電站需采取分層模式，在一定程度上構(gòu)建站控層，間隔層以及過程層等，對智能變電站繼電保護可靠性產(chǎn)生影響的關(guān)鍵元件為電子式互感器以及合并單元、同步時鐘源等。有電子式互感器范圍相對來說比較廣，其中包括非常規(guī)或者常規(guī)版的互感器，由于光纖通信能夠使電子互感器與智能設(shè)備進行直接通信，雖然電子式互感器沒有鐵芯，還能避免磁飽和與鐵磁諧振，促進測量的精準(zhǔn)性與高度性，具有較快的反應(yīng)速度，結(jié)構(gòu)也十分簡單，價格不高。其中合并單元是為了配合互感器和智能設(shè)備通訊進行產(chǎn)生的，對于一些常規(guī)變電站保護裝置采用主要通過二次電纜直接接入電壓以及電流互感器，之后由保護裝置內(nèi)部開展模數(shù)轉(zhuǎn)換、采樣值計算等，智能變電站保護裝置能夠?qū)喜卧獢?shù)字量進行直接接收，智能變電站在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中主要依靠的就是SV、GOOSE 網(wǎng)絡(luò)的，交換機搭建的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)鹘y(tǒng)電纜進行替代，由于交換機是連接變電站各個智能單元的橋梁，充分的為各元件提供科學(xué)有效的傳輸通道，還能對寬帶進行合理分配，保證數(shù)字量的高效傳輸。在常規(guī)變電站中，保住裝置通過電纜和斷路器之間的相互連接，裝置內(nèi)部插件的出口繼電器閉合，斷路器可以實現(xiàn)分、合閘，在智能變電站中，保住裝置通過進行GOOSE 傳輸，能夠讓智能終端受到保護裝置的調(diào)合閘命令，對電纜的使用進行避免。智能變電站二次設(shè)備安全穩(wěn)定運行中主要的條件之一就是精準(zhǔn)并且相對統(tǒng)一的時鐘源，通過使用GPS 或者北斗等作為基準(zhǔn)時鐘源，各二次設(shè)備有統(tǒng)一時標(biāo)的采樣、控制、信號等。

三、分析智能變電站繼電保護技術(shù)的應(yīng)用

（一）分析計算機技術(shù)應(yīng)用

在信息快速發(fā)展的現(xiàn)如今，智能變電站的機電保護技術(shù)和計算機技術(shù)已經(jīng)具有深刻的融合，并且通過計算機技術(shù)能夠更好地讓繼電保護技術(shù)更加準(zhǔn)確和智能操作，更加充分地發(fā)揮作用。使用計算機技術(shù)還能對智能變電站運行時產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行收集，對海量的數(shù)據(jù)進行分析，通過對參數(shù)進行分析獲得的結(jié)果來判斷智能變電站是否處于正常的運行狀態(tài)。如果存在問題的情況，那么可以采取合理的措施進行優(yōu)化解決。

（二）分析智能系統(tǒng)的二次檢核

對于智能變電站來說，一次核驗通常不能發(fā)現(xiàn)所有的問題，這時便需要進行二次檢核，通過二次檢核，技術(shù)人員能夠更加充分的發(fā)現(xiàn)智能變電站所存在的問題，同時能夠?qū)ο嚓P(guān)的設(shè)備運行異常情況進行更為精確的調(diào)整，讓電能的供應(yīng)更加流暢，讓整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定、高效地運行。

（三）分析網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

由于最近的幾年來，我國加大力度對電力系統(tǒng)進行建設(shè)，使我國電網(wǎng)規(guī)模不斷進行擴大和發(fā)展，對于某一些區(qū)域的電力系統(tǒng)而言，單一的繼電保護裝置并不能夠滿足現(xiàn)如今電網(wǎng)發(fā)展的實際需要，因此在此情況之下，采用網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)能夠?qū)ζ鋯栴}進行妥善解決，而且網(wǎng)絡(luò)能夠提高電網(wǎng)系統(tǒng)的管理質(zhì)量和效率，并及時將系統(tǒng)各部的數(shù)據(jù)進行匯總，統(tǒng)一處理，以便讓整個網(wǎng)絡(luò)的運行更加流暢。

（四）分析分布式信息流配置

由于智能變電站主要是通過光纖對其各種繼電保護設(shè)施相互的連接到一起，在智能變電站中，各種類型故障網(wǎng)絡(luò)故障問題是相對比較嚴(yán)重的，在實際進行解決的過程中也是相對比較困難的，一方面是由于網(wǎng)絡(luò)信號在實際進行傳輸?shù)倪^程中相對比較復(fù)雜，路線比較多樣。而且由于光纖比較容易受到環(huán)境因素的影響，使得信號在傳輸?shù)倪^程中很有可能受到干擾。為了解決這一問題，使用分布式信息流網(wǎng)絡(luò)就是一種很好的方法。不過需要注意的是，在使用分布式信息流網(wǎng)絡(luò)之前，變電站的信息一定要和通信標(biāo)準(zhǔn)一致，這樣的信息也能夠更加準(zhǔn)確的進行傳輸，然而在這個要求下，傳統(tǒng)的變電站是無法進行滿足的，分布式的信息流網(wǎng)絡(luò)是一種將所獲得電流和電壓信號通過特定方式進行傳輸，并且直接傳輸進SV 網(wǎng)絡(luò)的一種方式，采用這種技術(shù)還需要保證智能終端和智能變電站中的一次和二次設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更好的連接，而且要確保同時連接，這樣才能共同組成GOOSE 網(wǎng)絡(luò)，并在對應(yīng)智能終端的操控下，實現(xiàn)跳閘和合閘等一系列操作。需要注意的是，技術(shù)人員需要按照特定的規(guī)范在母線和線路上安裝電子式電壓互感器，這樣能夠在檢測信號進入到合并單元后，將其數(shù)據(jù)根據(jù)特定的方式傳輸給SV 網(wǎng)絡(luò)中。

（五）分析繼電保護的維護技術(shù)

對于智能變電站而言，在實際運行的過程中，內(nèi)部的一些裝置和設(shè)備會逐漸產(chǎn)生損耗，技術(shù)人員需要根據(jù)特定裝置以及設(shè)備的使用頻率和維護要求，嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范對其進行合理維護，一般情況下，智能變電站內(nèi)部的保護裝置主要包括以下方面：一是繼電保護裝置；二是報文分析裝置；三是網(wǎng)絡(luò)交換機等。不同的設(shè)備承擔(dān)著不同的責(zé)任，在整個系統(tǒng)中存在著十分重要的作用，技術(shù)人員要保證每個設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)，才能讓整個繼電保護的作用得以實現(xiàn)。具體來說，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范進行巡視和檢查，尤其針對一些容易出現(xiàn)問題的設(shè)備進行全方位檢查，并對信息進行收集和處理。一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患，應(yīng)當(dāng)及時采取預(yù)防措施，將隱患排除，避免隱患演化成比較嚴(yán)重的問題。同時現(xiàn)如今智能變電站報警系統(tǒng)越來越完善，幾乎系統(tǒng)任何的一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障問題，報警系統(tǒng)都能夠根據(jù)特定的信號方式進行反饋，技術(shù)人員還要對報警系統(tǒng)進行維護，使其報警系統(tǒng)能夠良好地進行運轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮出其自身作用。在此之外，在處理故障的過程中，技術(shù)人員還要及時進行記錄，并將其和過往的故障記錄整合在一起，形成規(guī)范的故障日志。這樣不僅能夠?qū)φ麄€電力系統(tǒng)的故障預(yù)防和排查工作提供幫助，還能夠在日常運維時讓工作更加有針對性。最后還要對變電智能繼電保護技術(shù)管理工作結(jié)合時代發(fā)展的需要，積極的和計算機技術(shù)相互融合到一起，通過管理系統(tǒng)讓機電保護技術(shù)更加高效和準(zhǔn)確，保證其技術(shù)人員通過計算機技術(shù)提高繼電保護設(shè)備的整體管理效果。

結(jié)語：總而言之，我國電力系統(tǒng)規(guī)模越來越大，使用的技術(shù)也越來越先進，不僅給各行各業(yè)的生產(chǎn)提供了源源不斷的支持，還為千家萬戶的日常生活提供了有力的保障。可靠的電力供應(yīng)是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，對我國的經(jīng)濟建設(shè)有著至關(guān)重要的作用，目前智能電網(wǎng)的發(fā)展非常迅速，智能變電站的建設(shè)成為主流，智能變電站也帶來了技術(shù)的變革，對繼電保護提出了更高的要求，信息網(wǎng)絡(luò)化、操作智能化是最直接的體現(xiàn)，電力系統(tǒng)的安全可靠性也上了一個新的臺階。此外，智能變電站的管理還要和計算機技術(shù)進行充分融合，通過網(wǎng)絡(luò)對內(nèi)部的各種設(shè)備進行更加高效和精確的調(diào)度，為系統(tǒng)的維護和檢修工作提供更為有力的支持。