浅析智能变电站保护配置方案的设计与实现

摘 要：随着社会的进步和科技的发展，计算机以及通信技术也不断融入我们的生活，对我们的生活产生日益重大的影响。与此同时，电力系统继电保护装置功能也日益强大。本文依据现今继电保护系统装置的广泛应用，总结了维护继电保护装置的一系列建议，结合实际状况，对继电保护趋势进行了探讨。

关键词：主保护；后备保护；建议；全景数据；趋势

中图分类号：TM76 文献标识码：A

1目前继电保护当中存在的问题

继电保护装置主要是通过电力系统的电压、电流以及电阻等电气量的不正常的变化来形成对继电的保护工作。其对保证各地区供电系统的安全有重要的作用。继电保护装置可以在给监控管理人员提供准确有效的电力运行数据的同时，帮助其在电力系统出现故障的时候自动实施挽救措施，以减轻故障的破坏性，进而减少因故障而带来的损失。因此，在继电保护装置做出相应的挽救措施之后，其还可以及时的向监控管理人员发出信号，使电力监控人员能够采取措施连稳定电力系统工作，并将故障的破坏性程度降到最低。

随着我国改革开放的深入以及社会主义市场经济的发展，我国对发电机的容量以及电器的功率也日益增大，供电网络、变电站以及发电厂的结线变得更加复杂，电力系统当中的短路电流以及正常工作电流也日渐扩大，导致电网一旦发生故障就有可能带来整个电网的安全问题，这也就成为我国目前的继电保护装置无法适应现今电力系统发展的重要因素。其存在的主要问题我们主要列出以下几点：

（1）无法对故障进行切除之后的电力系统运行状况进行反映，因此不能起到保护故障后电力系统的作用。

（2）对电力系统保护作用的判断基本上是基于地区测量数据，因此其选择性要求继电保护只可以有效额保护本地区的网络，而无法对故障后的整个电网产生作用，进而导致其无法全面反映其运作方式。

（3）因常规的后备保护动作时间较长，导致其保护作用难以得到有效发挥。

（4）在某些特定的电网状况下，线路保护经常会越级跳闸，因此无法有效实施上下级保护的整体配合。

（5）对采用后备由上一级保护实现后备的电力系统，线路故障的时候变电站有关线路保护拒动以及开关拒动，故障的切除范围过大且时间过长。

2 继电保护装置的基本要求

当电力系统在供电的过程当中出现故障时，继电保护装置必须能够有选择性的将存在故障的部分切除。进而保障其他不存在故障的部分还能正常运行。同时，在继电保护装置的相关保护范围中，其不可以发生拒绝的动作，但是在保护区以外产生故障的时候，也不应当发生错误的动作。因此，在故障发生的时候，继电保护装置必须尽最快速度切除故障。有效减少切除故障时间能够减轻因故障而带来的对相关设备的损害度，还能够加快系统当中电压的回复速度，进而有效的提高发电机的稳定性。

3 分层配置的继电保护设计方案

一般而言，可以通过建立在IEC61850通信规范基础上的智能化一次设备以及网络化的二次设备来分层构建来实现变电站当中智能电气设备之间的互操性以及信息共享性。在进行分层配置继电保护方案中，变压器保护和线路保护等间隔性保护应当安排在过程层中，其可以不通过过程层交换机而实现独立跳闸，进而可以直接获取MU智能操作箱的操作数据。而对于多间隔的母线保护方式则比较特殊，其配置一般是在间隔层，由过程层的交换机网络来获取信息数据，进而实现跳闸和保护作用。这当中，最关键的就是，我们设计了站域智能管理单元，将其配置在站控层，并凭借间隔层的数据采集但与以及间隔层的交换机来获取变电站的相关数据资料，最后实现后备管理与保护。

4 分层配置的继电保护性能

对继电保护装置的分层设计方案，除了可以保证继电保护功能的进一步提升和进而保证故障识别的准确性之外，还可以在少量甚至无人干预的状况下，快速隔离故障，防止出现大面积断电。继电保护性能主要体现在集中决策后备保护、独立决策快速保护以及站域智能后备保护和控制。

在进行分层配置的方案当中，对变压器、线路等主设备保护，应当直接与MU智能操作箱进行直接的信息互动，且其迅速的动作可以不依赖于其他的间隔信息，也就是说即使是网络信息瘫痪了，其主保护的行为也将不会收到干扰。智能变电站可以在不依赖外部条件切出故障的情况下，实传统保护性能。

集中后备保护将原先分散在母线、变压器以及其他线路的重复设置集合起来，使得后备保护得到有效的简化，进而实现功能模块与变电站后备保护原理的统一。因集中后备保护能够迅速获取变电站的运行方式变化，充分运用变电站的站域资料解决后备保护作用时间过程等问题，能够采用专业系统知识实施决策，发现故障的详细位置，且可以处理像保护拒动和断路器失效等一系列问题给故障判断所带来的影响，甚至可以有效防止故障后相邻线路因负荷过大而导致后备保护错误的情况。

5 电力系统继电保护发展趋势

我国继电保护技术逐渐朝计算机化、智能化、网络化、维护、管控以及数据通信一体化的方向发展。随着计算机技术的快速发展，使得电力系统对微机保护的要求不断提高。为有效维护电力系统安全，必须尽快实现微机保护系统装置的网络化，且该项功能在我们现今的技术条件下是可以实施的。在实现继电保护装置的网络化和计算机化的状况下，保护装置事实上是一台高性能的为测量、管控以及保护的需要，室外变电站的全部设备都需要通过控制电缆引进的主控室。但由于其所敷设的电缆投资较大，使得二次回路十分复杂。然而，如果将上述的测量、管控以及数据通信一体化的装置，就地安装于室外变电站的相关被保护设施旁边，则可以避免大量控制电缆的存在。

结语

随着我国计算机和网络通信技术的不断进步以及电力系统的进一步发展，电保护的逐渐倾向于朝计算机化、智能化、网络化以及一体化方向发展，智能变电站的分层配置方案的设计，凭借智能变电站的技术优势，将所有相关信息引进继电保护系统，可以在有效保障系统设备的正常运行的同时，进一步提高供电的可靠性。

参考文献

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