電力系統(tǒng)智能電站繼電保護技術(shù)

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摘要：近年來，在我國科技和經(jīng)濟的快速發(fā)展背景下，我國電力事業(yè)也取得了良好的發(fā)展成績，促使國家電網(wǎng)的規(guī)模逐漸擴大。在電力系統(tǒng)中，變電站作為其重要構(gòu)成部分，只有保證其能夠安全、穩(wěn)定、可靠的運作，就能在很大程度上確保電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。現(xiàn)階段，隨著智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其在變電站繼電保護中也發(fā)揮了巨大的作用，促使電力系統(tǒng)向著智能化轉(zhuǎn)變。因此，本文主要闡述智能變電站相關(guān)信息，并分析電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術(shù)，并探究實現(xiàn)智能變電站繼電保護技術(shù)優(yōu)化的策略。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；智能變電站；繼電保護技術(shù)

在人們生活水平不斷提升的情況下，人們對電能的需求也越來越高，這在一定程度上促進了電力系統(tǒng)的發(fā)展，逐漸將智能變電站應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)中。智能變電站繼電保護系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，會對整個電力系統(tǒng)的運行造成直接的影響，需要提高對智能變電站研究的重視程度，加強研究繼電保護技術(shù)的應(yīng)用，對實際電力系統(tǒng)發(fā)展具有良好的意義。

1智能變電站相關(guān)信息

1.1智能變電站概念

智能變電站主要是應(yīng)用具有先進性、環(huán)保性和集成性的智能設(shè)備，根據(jù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、自動化等技術(shù)，能夠自動實現(xiàn)信息搜集、測量、保護、計算、控制、檢測等功能，而且還具智能化調(diào)節(jié)和控制、在線分析決策等功能的新型變電站。

1.2智能變電站的優(yōu)勢

第一，環(huán)保效果優(yōu)。應(yīng)用智能變電站不需要在建設(shè)運行過程中使用傳統(tǒng)的電纜，只需要利用光線電纜就能實現(xiàn)連接。同時，在變電站內(nèi)部設(shè)置了大量的具有低能耗、集成化的電子設(shè)備，并淘汰了充油式互感器，而是應(yīng)用電子互感器替代，這種互感器能夠有效減少能源消耗，進而降低變電站的運行成本，發(fā)揮低碳環(huán)保作用。第二，交互性優(yōu)。應(yīng)用智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)信息自動化收集和分析，并在變電站內(nèi)部實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享和上傳，進而能夠在其他系統(tǒng)中實現(xiàn)信息互通，加強各個變壓器之間的聯(lián)系，確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。第三，可靠性高。電力系統(tǒng)只有具備可靠性才能滿足人們的用電需求，保證用電質(zhì)量。應(yīng)用智能變電站，不僅能夠確保電力系統(tǒng)實現(xiàn)高效運行，還能減少各種事故問題的發(fā)生，始終保證用電的穩(wěn)定性。

2智能變電站繼電保護中存在的問題

2.1繼電保護安全性不高

在智能變電站中，繼電保護系統(tǒng)具有較強的復(fù)雜性，其中含有各種電子設(shè)備和裝置，對于相關(guān)運行管理人員而言，科學(xué)合理地應(yīng)用這些電子設(shè)備和裝置存在較大的難度，比如，網(wǎng)絡(luò)交換裝置和時間同步裝置，不僅是繼電保護系統(tǒng)的重點內(nèi)容，也是保護過程中常出現(xiàn)問題的裝置。

2.2在線檢修準(zhǔn)確性不高

智能變電站繼電保護系統(tǒng)中光纖假如性能穩(wěn)定性較差，將會對該系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行造成影響。如果光纖受損損壞，這時，智能變電站中的保護設(shè)備、智能終端設(shè)備的繼電保護功能就會失效。這種情況發(fā)生的主要原因在于智能變電站繼電保護系統(tǒng)的在線檢修準(zhǔn)確性不高，為了確保智能變電站穩(wěn)定運行，需要加強檢修和檢查，提升檢修的準(zhǔn)確性。

3電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術(shù)

3.1智能變電站過程層繼電保護技術(shù)

（1）線路繼電保護技術(shù)。對于電力系統(tǒng)運行來說，線路繼電保護工作的質(zhì)量會對線路能否安全運行造成直接影響。加強對線路繼電保護的重視程度，能夠在一定程度上保證線路運行的穩(wěn)定性。因此，在對電力系統(tǒng)中智能變電站線路進行繼電保護的過程中，應(yīng)該對變電站的實際情況進行監(jiān)督和監(jiān)控，了解變電站運行各個階段的情況，及時通過智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障問題并通過系統(tǒng)發(fā)出警報，相關(guān)人員及時處理故障問題，保證線路的穩(wěn)定性。另外，智能變電站中線路保護一般采用線路縱連的保護裝置實現(xiàn)保護作用，并通過線路縱連差動保護和縱連距離保護兩種方式，實現(xiàn)繼電保護。（2）母線繼電保護技術(shù)。針對智能變電站而言，母線繼電保護主要是采用分布式設(shè)計，在每個裝置間隔之間應(yīng)用獨立母線保護的方式實現(xiàn)繼電保護。假如智能變電站為110KV，在進行母線繼電保護設(shè)計的過程中，可以采用分段保護的方式，促使合并單元和保護單元之間的有效連接，并和智能終端相連接起來，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行系統(tǒng)信息交換和共享，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、分析等功能，最終通過跳閘動作保護線路。（3）變壓器繼電保護技術(shù)。智能變壓器中應(yīng)用變壓器繼電保護技術(shù)主要是對其中的相關(guān)元件進行保護。一般智能變壓器的保護裝置是采用分布式過程配置，在運行過程中，采用差動保護措施，進而在后備部分安裝時應(yīng)用集中方式，這樣能夠盡可能提升繼電保護技術(shù)的保護效果。其中，非電量保護作為變壓器繼電保護的重點功能模塊，在應(yīng)用集中方式對變壓器進行保護時，應(yīng)該確保該保護部分能夠單獨安裝，并能夠和電纜、繼電保護裝置實現(xiàn)有效連接。這樣就能夠保證變壓器在運行過程中不會受到環(huán)境的影響，實現(xiàn)非電量保護部分的自動切入，促使斷路器產(chǎn)生跳閘命令，并通過光纖電纜傳到網(wǎng)絡(luò)線路中，實現(xiàn)整個變壓器的差動保護，這樣能夠保證整體變壓器系統(tǒng)保持跳閘狀態(tài)，避免其他因素對線路運行造成干擾，確保變壓器能夠安全穩(wěn)定的運行，還能保證線路的安全。

3.2狀態(tài)監(jiān)測保護技術(shù)

一般電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護主要是不同設(shè)備在相應(yīng)條件下能夠?qū)﹃P(guān)鍵模擬量狀態(tài)開展監(jiān)測工作。在該監(jiān)測工作過程中，能夠應(yīng)用不同方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。在狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)中，能夠?qū)π畔⑦M行緩存處理，并對數(shù)據(jù)信息進行分析和整理，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題和規(guī)律等，對變電站的運行狀態(tài)進行評價。在實際應(yīng)用該保護技術(shù)時，有以下幾點問題需要加強關(guān)注。第一，要想將狀態(tài)監(jiān)測保護技術(shù)的價值發(fā)揮出來，就需要保證信息在傳輸過程中的安全性和穩(wěn)定性，促使其能夠傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)中，在利用計算機技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進行分析。第二，在通常情況下，智能變電站中采用的狀態(tài)監(jiān)測保護技術(shù)會采用不同裝置實現(xiàn)信息傳輸，比如，測控裝置信息傳輸方式和網(wǎng)絡(luò)分析器裝置信息傳輸方式等。為了提升實際信息傳輸?shù)男Ч梢詫煞N裝置結(jié)合起來綜合應(yīng)用。第三，由于狀態(tài)檢修需要以數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，而這些數(shù)據(jù)信息只有設(shè)備運行才能產(chǎn)生。因此，在進行數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，針對信息突變的頻率，要準(zhǔn)確制定信息傳輸時間，并將其控制在合理標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。假如信息突變頻率較小，不需要設(shè)置傳遞時間；假如信息突變頻率較大，而且數(shù)據(jù)變化較為顯著，這時，就需要應(yīng)用實時傳遞的方式實現(xiàn)信息傳輸。

3.3過流電限定保護技術(shù)

在電力系統(tǒng)智能變電站運行時，經(jīng)常會出現(xiàn)電流過載的情況，并在該情況的影響下，出現(xiàn)電力系統(tǒng)外部電路短路問題，假如電流超出負(fù)荷，那么，就會導(dǎo)致外部電路發(fā)生故障問題，而且還會出現(xiàn)跳閘的情況，對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成直接影響。因此，在智能變電站建設(shè)階段，要充分考慮上述問題的存在，科學(xué)合理地采用過流電限定保護技術(shù)，從而保證變電站能夠安全運行。假如出現(xiàn)了電流超負(fù)荷的情況，該保護技術(shù)能夠立即向智能變電站終端系統(tǒng)發(fā)出警報，然后，系統(tǒng)就會根據(jù)警報信息采取自我保護措施，進而保證繼電保護的安全性。

3.4正常情況下繼電保護運行維護技術(shù)

智能變電站在運行狀態(tài)下采用的繼電保護運行維護技術(shù)，是保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。繼電保護運行維修技術(shù)一般由相關(guān)保護裝置和系統(tǒng)所構(gòu)成。其中，保護裝置包括繼電保護裝置、報文分析裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機等，系統(tǒng)主要是智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)。在具體應(yīng)用該技術(shù)時，相關(guān)技術(shù)和管理人員應(yīng)該加強巡視和管理，確保技術(shù)保護功能能夠正常發(fā)揮。相關(guān)技術(shù)人員可以應(yīng)用電子設(shè)備創(chuàng)建信息管理系統(tǒng)，利用信息技術(shù)實現(xiàn)運行信息收集和整理，當(dāng)線路出現(xiàn)故障問題時，系統(tǒng)能夠及時發(fā)出警報，相關(guān)維修要根據(jù)流程對故障問題進行處理。在處理故障的過程中，系統(tǒng)可以將故障問題通過參數(shù)、電子數(shù)據(jù)等方式存儲在網(wǎng)絡(luò)中，方便維修人員操作。另外，還需要嚴(yán)格根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，全面檢測繼電保護裝置，并將檢測結(jié)果記錄在網(wǎng)絡(luò)終端中，維修人員可以利用網(wǎng)絡(luò)交換機查詢相關(guān)問題，提升維護的有效性，避免出現(xiàn)電力系統(tǒng)運行故障。

4結(jié)語

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸應(yīng)用智能變電站實現(xiàn)電力運輸，這對保護電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性等有著重要的價值。因此，需要加強對智能變電站繼電保護技術(shù)的研究和分析，特別是變電站過程層、狀態(tài)監(jiān)測、過流電限定保護、繼電保護運行維護等技術(shù)的研究，提升智能變電站的保護功能，促使電力系統(tǒng)能夠長期保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，促使我國電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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作者：易妍 張靜 單位：國網(wǎng)浙江省電力有限公司培訓(xùn)中心