李兆友
国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 江苏省连云港市 222000
摘要：继电保护作为智能变电站的重要组成部分，也是保证电力系统能够正常运行的重要因素。本文将从智能变电站拥有的优点出发对继电保护以及自动化系统进行深入的研究。
关键词：智能变电站；继电保护；自动化
1、智能变电站概述
智能变电站的核心在于“智能”二字，而“智能”二字的实现，往往离不开众多高精尖设备的运用。当前，集尖端、稳靠、集成、低碳为一体的智能电力设备已经成为智能变电站基础框架的重要构成。在其自动化运转程序下，所有设备运行信息的采集、测量、监控、保护等都能在一个封闭的环圈内得到有序的处理和妥善的安排。智能变电站通常采用三层架构的方式，按照逻辑来划分，三层由下往上分别是过程层、间隔层、站控层，具体架构如图 1 所示。站控层主要作用是发出信号指令、修改和使用继电保护的整定值等；过程层是对接具体设备端，要求具有较高的实时性和可靠性，主要作用是采集开关量、跳闸等信号。
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图 1 智能变电站逻辑架构图
2、关于智能变电站继电保护的优势
系统可以将刚收集到的信息进行处理分析，并将分析后的结果共享到系统内部，使得高级系统之间成为了一个巨大的信息交流网，可以随时根据信息有效变动，让整个电力系统更加安全可靠，更加高效的实现电力的相互转化和远程运输。智能变电站的通讯线路采用的是光纤通信而非传统的电缆接线; 电子元件采用的是效率更高、科技含量更大的产品; 在电站的建设以及维护过程中都有专门的检测维护仪器来进行全面检测; 将传统的充油式互感器换成了新型的电子互感器，实现了低碳环保，降低了能源消耗。
3、实现智能变电站继电保护及自动化系统
3.1、智能变电站过程层继电保护技术
线路继电保护技术。对于电力系统运行来说，线路继电保护工作的质量会对线路能否安全运行造成直接影响。加强对线路继电保护的重视程度，能够在一定程度上保证线路运行的稳定性。因此，在对电力系统中智能变电站线路进行继电保护的过程中，应该对变电站的实际情况进行监督和监控，了解变电站运行各个阶段的情况，及时通过智能监控系统发现故障问题并通过系统发出警报，相关人员及时处理故障问题，保证线路的稳定性。另外，智能变电站中线路保护一般采用线路纵连的保护装置实现保护作用，并通过线路纵连差动保护和纵连距离保护两种方式，实现继电保护。
母线继电保护技术。针对智能变电站而言，母线继电保护主要是采用分布式设计，在每个装置间隔之间应用独立母线保护的方式实现继电保护。假如智能变电站为110KV，在进行母线继电保护设计的过程中，可以采用分段保护的方式，促使合并单元和保护单元之间的有效连接，并和智能终端相连接起来，应用网络技术进行系统信息交换和共享，从而实现数据收集、分析等功能，最终通过跳闸动作保护线路。
变压器继电保护技术。智能变压器中应用变压器继电保护技术主要是对其中的相关元件进行保护。一般智能变压器的保护装置是采用分布式过程配置，在运行过程中，采用差动保护措施，进而在后备部分安装时应用集中方式，这样能够尽可能提升继电保护技术的保护效果。其中，非电量保护作为变压器继电保护的重点功能模块，在应用集中方式对变压器进行保护时，应该确保该保护部分能够单独安装，并能够和电缆、继电保护装置实现有效连接。这样就能够保证变压器在运行过程中不会受到环境的影响，实现非电量保护部分的自动切入，促使断路器产生跳闸命令，并通过光纤电缆传到网络线路中，实现整个变压器的差动保护，这样能够保证整体变压器系统保持跳闸状态，避免其他因素对线路运行造成干扰，确保变压器能够安全稳定的运行，还能保证线路的安全[1]。
3.2、智能变电站继电保护运维方案
某变电站于 2015 年投运，该变电站的继电保护系统架构，如图 3 所示。变电站运维系统连接站控层和过程层的网络，从而能够有效地采集到各层设备的信息和状态。同时，继电保护运维系统遵循 IEC61850 通信协议，通过通信线路可以获得相关设备的压板状态、链路情况、设备工作情况等信息，由此监控继电保护设备的工作状态[2]。
智能变电站继电保护运维系统分为三层，分别是数据展示层、数据应用层和数据采集层。每一层及其模块都具有不同的功能。（1）数据采集层。继电保护运维系统数据采集层主要是运用 IEC61850 采集模块，GOOSE、SV 以及终端压板的信息都会通过采集模块接收。而 MMS、GOOSE、SV 报文信息则通过报文采集和分析模块进行采集和在线检验，通过比对SCD文件，对其一致性作出判断。（2）数据应用层。数据应用层由二次回路模块及其监测模块以及保护设备的监测模块构成。主要作用是进行端口、链路、报文、设备的状态数据分析，通过分析获得二次回路各个终端的状态。同时，还可以处理 IEC61850 上级模块报送的信号，通过状态分析、越限判定、走势预测等综合评价，从而实时地确定设备的情况，判断设备是否需要维护和检修。（3）数据展示层。数据展示层主要作用是通过画面、告警显示、光标闪烁等方式提示用户进行人机交互操作。方案中智能变电站继电保护运维系统包含了基于IEC61850 数据采集协议，同时兼具数据的处理、告警以及人机交互界面等多种功能，符合国家对智能电网一体化监控的要求，能很好地适用于智能变电站继电保护运行[3]。
3.3、分布式信息流配置
智能变电站是由网络通过光纤和网线对各种信息进行各继电保护装置与一次设备及监控系统相连接起来。因此，网络的故障或不稳定是智能变电站中最为严重的故障情形，可能会造成各种误动或拒动状况。由于网络信息在传输过程中，连接情况复杂，极易受到外界因素干扰且形式较难拓宽，这导致无法对一次设备实以切实有效的保护措施。但现阶段，智能变电站采用三层两网分布处理方式，具备实现分散处理的能力。采用分布式信息流网络的前提是要确保信息一致且通信标准一致，若是在以往传统的变电站中，几乎无法实现。但由于智能变压站所使用的通信是由互联网以及智能断路器相结合实现的，因此可以保证信息和通信标准一致。合并单元所获得的电流以及电压信号，能够通过单相的形式进行发送，并被直接传送进 SV 网络。通过 SV 网络数据与保护装置侧不同信，进而进行信号的采样。智能终端需要同时连接智能变电站中的一、二次设备，其系统组成 GOOSE 网络，这样才能够在智能终端的控制下，实现保护装置的跳闸和重合闸操作。在保护间隔内进行有效信息交互时，采取交互方式是点对点通信，使合并单元能够与智能终端实现直接连接的状态。并将相应的保护装置和合并单元的功能集合在一起，进而实现直接采样工作的进行以及数据的有效传输。另外，保护装置在与智能终端集合后，能够实现自动跳闸功能。通过在母线和线路上安设电子式的电压互感器，能够使检测信号进入合并单元后，将信息数据传送到 SV 系统[4]。
结束语
综上所述，智能变电站继电保护稳定性直接影响电力供应的质量。因此，相关人员应不断分析，确保智能变电站继电保护稳定性的技术以及配置，进而提高其稳定性能，减少故障的发生频率，从而满足人们的用电需求[5]。
参考文献：
[1]胡晓丽,吴艳芳,王新元,孙吕祎.智能变电站继电保护检修作业安全风险管控策略[J].通信电源技术,2019,36(06):86-87.
[2]廖鹉嘉.配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理探究[J].低碳世界,2019,9(06):79-80.