智能变电站保护技术研究

【前言】智能变电站保护技术研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1 智能变电站继电保护技术的特征 1.1 系统建模的标准化 IEC6185协议的产生，使得保护有了统一的建模标准、统一的信息模型和交换规则。建模标准化的实现，不仅有利于变电站自动化功能的提升，还使得保护的ICD模型在语法和定义上实现了标准化，所有的保护基于统一的平台...

【摘 要】智能变电站作为智能电网重要支撑，对电网的继电保护具有重要影响，本文在智能变电站概念理解下，介绍智能变电站技术特征，分析智能变电站的架构体系，并探讨智能变电站对继电保护的影响。

【关键词】智能变电站：继电保护：影响

引言

为了实现智能变电站的功能，需要对变电站内部智能电了设备例如继电保护、测控装置等的信息描述方法、访问方法、通信网络等进行统一规范。在IEC61850颁布之后，数字化变电站有了一套完成的信息描述和访问的规范性文件，使不同的厂家的智能设备有了通性，使得设备的使用有了互操作性。在中国，正在建设或已经运行的智能变电站，无一例外的采用IEC61850通信规约。

IEC61850标准通过对变电站内网络通信进行抽象，把变电站分为站控层、问隔层和过程层三层。目前，智能（数字化）变电站保护配置方案和采用常规互感器时一样，保护装置按对象进行配置，如主变保护、线路保护、母线保护、开关保护等。只不过将原来保护装置的交流量输入插件更换为数据采集光纤接口，I/O接口插件换为GOOSE光纤通信接口，CPU插件的模拟量处理更换为通信接口处理。原来的操作插件转移到智能操作箱上，保留部分开入作为压板投退，开出的压板投退取消或转移到智能操作箱上。

1 智能变电站继电保护技术的特征

1.1 系统建模的标准化

IEC6185协议的产生，使得保护有了统一的建模标准、统一的信息模型和交换规则。建模标准化的实现，不仅有利于变电站自动化功能的提升，还使得保护的ICD模型在语法和定义上实现了标准化，所有的保护基于统一的平台进行通讯，提高了设备的互操作性。此外，由于变电站内的一次设备和二次设备使用了统一的建模标准，使得站内的继电保护设备与控制中心可以进行无缝通信，从而完成了变电站信息的高速传递和共享。

1.2 数据采集的数字化

智能变电站与传统变电站的一大区别，就在于智能变电站在电流和电压的采集环节使用了数字化的电气量采集系统以及光学互感器或电子式互感器。变电站一次设备的电压、电流等电气量，通过智能变电站的光学互感器或电子式互感器进行采集，再通过合并单元统一进行数据合成，合并器接收通过多路采集器送来的采样信号，并进行汇总，通过网络介质上送保护装置，提供多路数据输出，节省了大量的电缆，实现了一次系统和二次系统的电气隔离，且电气量的测量范围大，测量精度也较高，实现了信息的集成化。

1.3 设备操作的智能化

在智能变电站的设备操作中，随着电力电子技术和微机算法的不断进步，新型传感器不断出现，设备操作实现了高度智能化。首先，微机技术的进步提升了继电器的控制技术，电力电子技术的发展为断路器的执行机构带来更优异的性能，智能变电站的智能设备性能远远高于传统变电站的常规机械机构的设备，可以实现对跳闸和合闸角度的控制、过程的控制，在故障时能够快速动作，并减少暂态过程中的直流分量和谐波。在设备的控制方面，设备自身的微机芯片可以直接对断路器设备运行进行处理，并具有独立的执行功能，将不再依赖于站控层的控制。此外，设备自身还具备自检功能，可以及时发现自身缺陷并给出报警，为变电站的状态检修提供有效信息。

1.4 系统结构的紧凑化

与传统变电站相比，智能变电站的保护具有体积小、重量轻等优点，紧凑的结构使得保护可以进行优化组合和布置。例如，在一些高压变电站中，继电保护和测控装置，以及故障录波和安全自动装置可以实现智能电子装置的“近过程化”（process-close）。而在中低压变电站，可以直接将继电保护装置小型化，紧凑安装在开关柜上。

2 智能变电站的架构体系

智能变电站结构并小是常规站间隔与主控设备的方式，它的逻辑构架可概括为三层两网络，三层为过程层、间隔层与站控层，两网络为过程层网络与站控层网络，主要在三层中

间如图1所示。

图1 智能变电站的架构体系

在智能变电站中，对继电保护来说，过程层包含一次设备与之有关智能组件等，如隔离开关、变压器、互感器及、压断路器等，其作用为采集数据、检测各种设备的状态，并控制命令执行等；间隔层主要包含各种监控设备与继电保护等，其作用为实现各间隔设备监视、控制与保护等；而站控层主要由数据前置机、人机交互设备、工作站及服务器等所构成，其作用为传输整定值的召唤与修改，并录波文件的传送等，有效实现变电站集中控制、智能变电站中的继电保护网络所使用规则亦是ICE61850的标准，从模型上，将原来继电保护装置划分成多个的逻辑设备，还划分成采样值处理、保护算法与跳闻回路等逻辑节点；从数据上看，详细划分了继电保护的数据种类，并覆盖了目前继电保护的应用数据，扩展了数据种类方法；从通信协议看，其通信服务需要依照性能与类型对通信协议给予映射与传统变电站比较，智能变电站并不以装置作为继电保护的组织形态，而是以保护功能的模块化作为组织形式，保护的分散或集中形式不再依赖装置，主要取决自网络性能与保护需求，使得继电保护工作更为灵活，有效满足了电网保护需求。

3 对继电器保护的实现机制、调试和维护等方面的影响

从继电保护的实现机制来看，智能型的变电站技术也带来了很大影响，打破了原有的采样、计算一体化形式，数据信息、保护对象及装置不再进行绑定，让数据动态能实时调用及存储，不同系统数据的统一管理与不同功能应用变成了可能，极大降低了保护设备及过程网络的交互需要及复杂性，对保护功能组态、迁移与广域保护提供了数据信息的交换平台；还改善了二次回路中的不可测控问题，可实时掌握网络数据的可靠状态，极大提高了继电保护中的可靠水平。

4 结语

作为智能电网的重要组成部分，智能变电站必须打破以往的专业壁垒，将先进的电力、电子、通信、计算机、控制技术互相融合，达到资源优化配置的目标，实现智能变电站易集成、易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求，为电网的发展，社会的进步提供了长久的贡献。

参考文献：

[1]吴小云.对智能变电站技术的探讨[J]广东科技，2011（10）.

[2]戎俊康.浅析智能变电站建设对继电保 护工作的新要求[J].中国电力教育，2011 （36）.