黄思伦
广西送变电建设有限责任公司 广西 南宁 530031
摘要：随着智能电网的不断建设，智能变电站的投运数量也越来越多，智能变电站具有“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等一系列的特征。保护系统装置作为整个电网最重要的二次设备之一，其可靠性也越来越得到整个社会普遍的重视。本文对智能变电站继电保护优点、关键元件、配置与整定要求、提升可靠的措施等进行了重点研究分析。
关键词：智能变电站；继电保护；元件；配置；可靠性
引言
继电工程及其现场保护工程的开展，需要进行计算机技术、继电技术以及现场保护技术的全面应用，继电工程的开展对于社会整体发展的重要性不言而喻。本文对进行继电工程及其现场保护现状及未来发展趋势的思考，实现对于继电工程及其现场保护技术应用方向的进一步明确，希望能够为相关的专业人士提供一定的技术应用参考。
1智能变电站的结构
智能变电站作为电网系统中的核心部分，承担着电力输送的功能，直接关系到输配电效率和供电质量。当前我国所采用的智能变电站一般结构为三层双栅形式，其中三层是指站控制层、过程层以及间隔层，双栅则是指过程层网络和站控层网络。其中站控层是整个变电站的控制中心，具有相对较高的管理能力，负责收集信息、判断信息、实现电力通信功能和同步对时功能等。过程层通过利用合并单元、开关设备以及电流互感器和智能终端等，基于电压互感器和断路器等设备，能够为智能变电站模拟量、获取开关量，作用是保护变电站的设备和收集信息。在过程层和站控层之间存在间隔层，其能够为智能变电站稳定运行起到保护作用，其中包含了安全自动装置、继电保护装置以及监控、测仪表等二次设备，主要功能是确保一次设备正常运行。
2智能变电站继电保护优点分析
智能变电站是目前电网发展的趋势，可以看出智能变电站的继电保护系统主要包括了保护装置、合并单元、智能终端以及通讯网络。与传统常规变电站相比，智能变电站有显著的优势：光纤组网代替了传统的二次电缆。变电站中的一次设备与二次设备之间、二次设备与其它二次设备之间都需要有信息交互以及信号传输，可以使用先进的光纤传输技术代替传统的二次控制电缆，不仅提高了通信效率，而且大大减少了电缆的使用数量，降低了变电站的投资成本。信息传输更加便捷。在常规变电站中，不同厂家设备之间的通信兼容性比较差，执行的通信协议也不同，智能变电站采用统一的规约，对监控信息、控制信息、保护信息、测量信息等都可以进行统一的处理和控制，提升了各种信息的可靠性与完整性。可以解决常规变电站中的难题。常规变电站中的电流互感器有诸多不足，会产生铁磁谐振、电磁饱和以及绝缘油等问题，智能变电站的电子互感器可以消除这类问题。智能变电站中采用光缆传输代替电缆，避免了电缆之间的电磁干扰以及直流接地的风险。
3智能变电站继电保护设备存在的运行问题
3.1智能终端存在技术缺陷
虽然智能变电站存在较多的优势和功能，但在实际运行过程中，其智能终端存在一定的技术缺陷。比如智能终端出现故障或者是合并单元发生故障问题，会导致整体系统中的多个继电保护装置受到严重影响。这是由于智能终端没有完全的发挥故障处理的功能和作用，致使线路合并单元发生损坏，迫使继电保护装置从系统运行体系中退出，不利于保护智能变电站的设备安全性。
3.2光纤联系不稳定
在智能变电站的运行维护中，比较显著的问题是光纤联系不够稳定，一旦继电保护装置中的光纤联系出现中断，其装置就会失去保护作用。而引发光纤联系不稳定的原因包括继电保护装置被硬物挤压，破坏了与智能终端之间的联系，或者是GOOSE插件、SV插件出现故障等。
这些部件在继电保护装置中需要维系性的工作状态，一旦发生故障问题，就会对发送插件造成不利影响，致使系统无法发挥智能化和自动化的保护功能。
4继电工程及其现场保护的应用实践
4.1智能变电站继电保护关键元件
智能变电站的一次设备实现了智能化，二次设备实现了网络化，智能化的电子设备以及光纤通讯网络对变电站继电保护产生了深远影响。统一的IEC-61850协议规定智能变电站需采取分层模式，构建了站控层、间隔层、过程层，影响智能变电站继电保护可靠性的关键元件主要是电子式互感器、合并单元、交换机、智能终端、同步时钟源。电子式互感器的范围比较广，包括了非常规或半常规的互感器，光纤通信可以使电子互感器与智能设备直接通信，电子式互感器没有铁芯，避免了电磁饱和与铁磁谐振，测量更加准确，精确度高，反应迅速，结构相对简单，价格低廉。合并单元是为了配合互感器与智能设备通讯而产生的，常规变电站保护装置采样是通过二次电缆直接接入电压或电流互感器，再由保护装置内部进行模数转换、采样值计算，智能变电站保护装置直接接收合并单元的数字量。智能变电站的数据传输是基于SV、GOOSE网络的，交换机搭建的网络可以替代传统电缆，交换机是连接变电站各个智能单元的桥梁，为各元件提供传输通道，并且分配合理的带宽，保证高效的数字量传输。
4.2智能站继电保护配置与整定要求
智能变电站继电保护应满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，在满足这四个要求的基础之上，还应提高继电保护的智能化水平，从而实现二次系统整体功能的提升。智能变电站继电保护的特点是直采直跳，也就是直接采样、直接跳闸，直接采样是指保护装置不经过交换机而是以光纤点对点的方式进行采样值传输；直接跳闸是指保护装置不经过交换机而是以光纤点对点的方式进行跳合闸信号的传输，保护装置之间的闭锁和启失灵等信号通过GOOSE组网的方式。保护装置的各项功能应满足可靠性的要求，包括智能终端、合并单元、交换机等，装置内部的各个元器件损坏均不能造成保护装置的拒动和误动，保护装置的各项功能也不能由外部装置来实现。保护装置与合并单元、智能终端等二次设备之间通过GOOSE组网传输，双重化配置的保护装置之间应相互独立，不进行信息交互，保护装置应接入站内间隔层与站控层，确保保护装置的动作信息、故障录波等信息上传，实现变电站故障信息的综合分析决策。
4.3继电保护设备正常运行时的维护和管理
由于智能变电站包括过程层、站控层和间隔层3个层次，间隔层是联系过程层和站控层的重要纽带，也是运行维护和管理的主要对象。因此相关运维管理人员需要采取合理措施，包括以下几个要点。对智能变电站继电保护设备的运行情况进行详细的记录，以此作为维修保养的依据和参考。能够在后续故障处理和维护中，提高处理效率和质量，更快速地发现故障问题和故障原因，及时采取针对性的应对措施。运维管理人员应当加强对继电保护设备运行的严密监控，并采用规范化的操作手段，避免人为因素影响运行质量。
结语
可靠的电力供应是社会发展的基础，对我国的经济建设有着至关重要的作用，目前智能电网的发展非常迅速，智能变电站的建设成为主流，智能变电站也带来了技术的变革，对继电保护提出了更高的要求，信息网络化、操作智能化是最直接的体现，电力系统的安全可靠性也上了一个新的台阶。
参考文献
[1]陈志钦.智能化变电站继电保护技术的发展[J].广东科技，2018(22)：70-71.
[2]曲骅.智能电网中继电保护技术的应用[J].电工技术，2016(12)：12-13.
[3]何世恩，刘峻.IEC61850数字化变电站对继电保护专业的影响[J].电力系统保护与控制，2019，37(3)：1-4.
作者简介：黄思伦（1992－），男，汉族，广西南宁人，助理工程师，本科，主要从事电力工程施工继电保护调试工作。