刍议智能化微机化在继电保护中的应用

李国宜

【摘 要】近年来，智能化技术在变电站中得到了十分广泛的应用，自动化也成为了变电站的一个主流发展方向。目前，在智能化电网中，智能化变电站已经成为了一个不可获取的组成部分。继电保护装置作为变电站的一个重要基础设备，智能化、微机化技术也在继电保护中得到了充分的运用。本文主要对智能化技术在继电保护中的应用进行了详细的探讨。

【关键词】智能化技术；变电站；继电保护

近年来，随着经济的不断发展，社会用电需求也随之增加，用电需求的增加也带动了电力行业的发展。在科学技术的不断发展下，智能化变电站逐渐兴起，在未来的一段时期内变电站将朝着自动化方向发展。目前，在电力系统研究领域中，智能化变电站已经成为了一大研究热点，其在变电站的生产、管理中都产生了深刻的影响。继电保护装置作为变电站的一个重要基础设备，在变电站的持续发展下，继电保护技术也有必要不断加以完善，充分运用智能化、微机化技术，以提高继电保护水平。

1.智能化继电保护的原则及配置

在智能电网中，继电保护装置是一个不可获取的组成部分，其对可靠性、速动性、选择性、灵敏性要求较高。在配置方面，可将继电保护分为过程层、变电站层。其中，变电站层，是站内电压等级、后备保护的统一、集中配置。后备保护应用在线实时整定和自适应技术，并设有广域保护接口，用于实现广域保护，是一种双重配置模式；过程层，是针对一次设备单独配置的主保护，通过就近安装与一次设备构成一个整体，在各间隔保护之间进行分布式安装，同样做双重配置。图一所示为智能化变电站中的继电保护配置。

在过程层配置的主保护，若一次设备为智能设备，保护设备可安装在设备内部，如不是智能设备，则需要将测控设备、合并器、保护设备安装在一次设备附近的汇控柜中，从而方便设备维护、设备运行的简化。全站利用以太网对GOOSE信息、采集量进行统一传输。分布式继电保护设备无需应用IEEE1558，即可实现数据同步。该继电保护方案，不但对全站的继电保护进行了简化，同时也使被保护设备、保护装置间的距离大为缩短，从而有效规避了通信链路因采样、跳闸等原因导致的保护失效的发生。该方案下，能让变电站的网络带宽的使用集中在监控、录波上，在继电保护上的带宽消耗则会大为降低。

2.智能化技术下的继电保护配置方案

2.1 GOOSE技术

在智能变电站中，最为突出的一个优势就是GOOSE技术的应用。在面向对象方面的变电站事件中，运用IEC61859定义的通信机制，可对变电站事件进行快速传输。在智能变电站中，所安装的智能电子设备可以对GOOSE信息进行传输，IED可接受、使用GOOSE信息。GOOSE技术不仅能对开关量进行传送，还能对模拟量进行传输，如变压器档位、温度等信息。

2.2线路保护

在智能变电站中，线路保护在站内的保护、测控功能中，会对一体化集成、间隔单套配置产生直接影响，线路保护可应用直接跳闸或直接采样功能，利用GOOSE网络，启动一级断路器以实现重合闸及断路器失灵保护等功能。整个保护间隔不仅需要与GOOSE网络进行信息交换，还需要运用点对点信息传输、交流方式，进行单元合并、智能终端连接，对合并单元集合、测控装置进行保护，进行直接采样数据传输，配合智能终端，以实现跳闸保护。

在母线及整个线路上所安装的电子互感器，能在通过电压、电流信号时，直接与合并单元相连接，在打包、汇总相关数据后，利用光纤传送到SV网和测控装置中。若有跨间隔信息窜入测控装置，就会触发GOOES网及时传输数据。

2.3变压器保护

根据变压器保护相关规程，智能变电站的变压器保护通常采用双套保护配置，即主保护、后备保护一体化配置，若对变压器保护装置运用合并单元、智能终端，采用双套配置方式，就能将中性点电流、间隙电流并入合并单元。通常情况下，变压器的继电保护都会采用直接采样，连接号各边断路器，运用GOOSE网络，自动连接闭锁、分段断路器相关设备，通过相关跳闸命令，来实现变压器失灵的跳闸保护。在智能变电站内，变压器合并单元的电压、电流信号都会直接传送到SV网络，由于数据均为单向传递，所以SV网络中的数据无法逆向传送到保护装置中。这样就可对信号进行直接采集。在高、中、低电压下，智能端不但可以直接与GOOSE网络进行连接，还可以与变压器保护装置相连接，从而让整个继电保护装置，在智能端的控制下实现跳闸保护。

2.4继电保护装置的状态检修

传统变电站所应用的继电保护装置通常是由多家厂商提供，这就使得变电站在通信规约方面存在着不统一现象，由于各设备通信接口的不一致，在连接多个保护设备时，就需要运用规约转换设备，这无疑会增加通信层次。通信层次的增多，就可能出现通信瓶颈，在做现场联调工作时，会使工作量大大增加。另一方面，不同的设备厂商在通讯规约方面可能会有不同的理解，在连接设备时就可能发生一些问题，无法充分保证继电保护装置、在线监视的健康运行。若发生二次回路接触，就容易发生各种不可靠现象，导致装置发出警告、回路断线等错误信号。若在继电保护装置出现闭锁回路线、相互启动情况，则容易发生断线，而通常这一问题很难被及时发现，一般只有在发生事故进行检修或年检时才能发现。

在智能变电站中，所采用的GOOSE网络能对二次回路运行进行虚拟演示，以便实时掌握二次回路的运行情况，同时在GOOSE网络中设置告警功能，还能在装置正常运行时，间隔5s生成1次心跳报文，相关保护装置在监测设备运行时，就能接受到GOOSE发出的告警信号，从而准确采取相应的动作。以GOOSE网络代替传统的电缆，就能运用网络报文对信号传输回路进行自检，从而实现了对二次回路的状态检修，以免发生回路接触不可靠的现象。通过回路自检，能使变电站的维护任务量大为减少，同时还能节省维护成本，提高维护的准确性、有效性。

3.总结

在科学技术的不断发展下，未来的变电站必将会朝着智能化方向发展，智能化技术能让变电站的网络化、自动化水平不断提升。继电保护装置作为变电站的一个重要基础设备，智能化技术也在继电保护中得到了充分的运用。与传统的继电保护相比，智能化继电保护在配置方式上具有独特性，二者有着显著的差异，在实践中还需要不断学习、探索，深入了解智能继电保护的组织模式、架构体系、保护原理，从而更好地服务于智能变电站、电网系统。 [科]

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