智能变电站继电保护的优化配置
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摘 要：时代在进步，社会在发展，我国社会经济也在不断飞速发展，电力事业作为国民经济发展的基础事业，无疑是全社会关注的焦点。在电力事业当中，变电站作为连接用户和发电桥梁，是电网安全运行的基础保障环境。智能变电站作为电网运行数据的指令执行单元以及采集源，全面贯穿了智能电网建设各个方面。而继电保护则是智能变电站当中极为重要环节，对于智能电网和智能变电站的建设有着巨大影响力。本文将针对智能变电站继电保护的优化配置展开初步探讨。
关键词：智能变电站;继电保护;优化配置
电力事业一直是我国的国民经济发展基础，而变电站是将用户与发电连接起来的桥梁，其直接影响到电网的运行安全。目前，我国社会经济飞速发展，在这个发展过程当中智能电网系统已经十分完善。智能电网系统在我国目前已经十分成熟，相较于传统的电力系统，其优势十分明显。而智能变电站是智能电网系统当中极为重要组成部分，不但可以大大提高变电运行工作的效率，同时可以保证智能电网系统的安全运行，在促进我国的智能电网技术发展上有着巨大的作用，在我国社会经济高速发展的现代，保障了城市的电力供应充足，这是巨大的支持力。
一、智能变电站继电保护相关概述
1.智能变电站概念。智能变电站指的是利用互联网技术而将变电站进行现代化改造后建设而成的变电站，其主要构建部分是智能化的一次设备和网络化的二次设备，以规范通信为基础，通过这些智能化设备来分层构建，这样一来变电站的智能电气设备便可彼此共享信息以及相互操作。智能变电站的数字化主要由过程层的设备来体现，整体站内信息体现出智能变电站的信息化，智能变电站在智能方面的优势则体现在开关设备上。
2.智能变电站继电保护。智能变电站要求使用智能化程度更高的设备，实现信息的有效收集和保护等，以实现信息共享的目的。虽然我国的智能变电站发展时间还不算太长，技术和管理方面依旧处于不断完善的阶段，但是从目前的形势来看，智能变电站已经呈现出了明显的层级性特点。
智能变电站分为过程层、间隔层和控制层等，因此，继电保护的主要对象就是这几个层。过程层的组成一般是智能组件和一次设备，基本功能是实现电能分配、变换传输;控制层的基本功能是进行有效的系统控制，实现数据的有效采集以及监控等。所谓智能变电站继电保护指的就是通过对于这几个层实行有效保护，确保其系统能够保持安全、平稳运行，提高智能变电站的运行效率，确保电力系统的正常运转。
3.继电保护装置。首先，继电保护。目前，我国在电力系统的继电保护方面有着严格的基本要求：一是选择性;二是灵敏性;三是速动性;四是电力的可靠性。而选择性以及灵敏性与继电保护系统有着直接的关系，速动性和电力的可靠性则是与GOOSE有着直接的关系。若是一次设备和二次设备条件相同的情况下，传统的保护节点直接采用了跳闸的方式，而智能变电站的继电保护系统则是利用GOOSE报文通过网络将信息传递给智能操作箱，虽说这样的方法中间环节较多导致了保护动作时间较长，但是这段时间其实是被稳定控制在安全时间范围内的，并不会影响其保护作用。智能变电站继电保护是使用GOOSE的方式，这样一来继电保护系统便可以利用网络做到相互启动和闭锁信号的传递，同样也可以进行跳闸操作。这样的方式相较于传统的保护系统所用的回路方式，可靠性则会随着网络的可靠性、日常的运行、检修以及扩建安全性的提升而得到提升。
其次，分布式保护。保护装置为继电保护提供了主要保护功能，保护装置本身的功能多样，而保护元件和保护逻辑就是以保护装置功能和用户选择的保护逻辑为基础来确立的。在高压输电网络系统当中并不会只有一套主保护方案，大多都会选择两套，而后备保护的选择则是根据系统元件或设备贵重程度来选择近后备或是远后备。而在变电站内，母线的保护极为重要，所以母线是变电站内唯一需要集中保护的设备，因为局域网大多都是使用分布式保护方案。所以，在构建针对新型母线的保护方案时，我们可以利用到保护装置中的IED检测功能。
二、智能变电站继电保护优化配置
在优化继电保护配置系统中，将智能变电站的设备分为两个层面进行继电保护。一个层面是过程层，另一个是变电站层。如下，将对两个层面的设备的继电保护优化配置策略进行一个详细论述。
1.过程层保护优化配置。对于过程层，针对一次设备设置独立的主保护，继电保护设备就近安装于一次设备附近，相关继电保护装置实行分布式的安装。在过程层的保护中，主要是对快速跳闸现象提供保护，如线路差动、变压器差动、母线差动及纵联保护等。
第一，线路保护。对于线路保护，采取配置过程层纵差或者纵向距离作为主保护和后备保护，采取集中式保护装置。对于单断路器主电路，利用保护装置的纵联保护功能，对光纤通信端子与交流侧线路进行保护而实现。
第二，变压器保护。变压器的保护是过程层保护优化配置的重点。在优化后的变压器继电保护中，主要是对变压器的保护装置过程层设置成分布式，从而使其具备差动保护功能。对于变压器的后备保护，采用集中式的安装。
第三，站內母线保护。对于变电站内的母线保护，将相关保护装置按照分布式的配置进行设置，在每个间隔内的继电保护能够实现该间隔区间内的母线保护功能能够独立完成，只对本间隔区间的断路器进行跳闸。对于失灵保护，则采取集中保护设置。
2.变电站层继电保护优化配置。对于变电站层的继电保护，主要是对站域进行保护，实现对本变电站的元件提供后备保护功能。在优化配置中，主要是能够依据实时的信息，独立的判断远后背范围内的有关元件的故障，然后做出最优的跳闸策略。
对于智能变电站，在信息共享方面，全站信息能够方便的进行共享。站域保护能够对本智能变电站内的所有一次设备提供集中的近后备保护和主变后备保护。在保护系统中设置大量的独立的功能模块，这些模块之间按照预先通过过程层网络采集到的全站内的所有间隔的电压、刀闸位置和电流等实时信息，进行整体逻辑方式来相互配合，对现有的后备保护功能进行补充。此外，这些功能模块能够集成站内的所有低频、抵押减载和备用自投装置，减少重复投资。
三、结语
在这个社会经济飞速发展的时代，电力事业是国民经济发展的基础，保障了我国的电力事业就是在保障我国社会经济的发展，而智能变电站在智能电网系统当中的作用极大，针对变电站继电保护进行装置优化是极为重要的，其能够大大提升变电站的工作效率，变电站经济效益和全国社会经济效益都得到了提升，推动了我国的电力事业发展。在智能变电站当中，继电保护配置是智能变电站发达程度的体现，在智能变电站的建设当中极为重要，继电保护配置将直接影响到智能变电站的安全运行以及使用寿命。
参考文献：
[1]卢孟杰.智能变电站继电保护技术优化研究[D].华北电力大学，2017.
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[3]刘凯里.数字化变电站继电保护优化配置研究[D].华南理工大学，2018.
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