智能变电站继电保护及自动化系统探讨

智能变电站继电保护及自动化系统探讨

王睿

国网山东省电力公司莱芜供电公司   山东济南市271100

摘要：电力资源在当今时代已成为不可或缺的角色。在整个电力网络当中，变电站有着不可替代的地位，其直接决定了电力网络的运行稳定、安全以及电力供给的可靠性。智能化技术在变电站的应用可以有效提升其自动化水平，从而为电力系统稳定奠定良好的技术基础。由此可见，加强智能变电站继电保护及自动化系统的研究和分析，对于进一步普及智能变电站，优化我国供电网络有着一定的现实意义。

关键词：智能变电站；继电保护；自动化系统；措施

随着智能技术的不断发展和进步，其在变电站继电保护和自动化系统领域的应用不断深入。智能技术的集成可以充分提高变电站继电保护和自动化系统的综合效果，进一步提高其稳定性和安全性，保证变电站的稳定运行。在应用智能技术的过程中，还应充分考虑变电站的实际情况，依托智能技术的特点，制定系统维护制度，充分发挥智能继电保护及自动化系统的作用和价值。

1智能变电站继电保护概述

智能变电站是新时代的产物。它包含多种高新技术，具有自动化管理功能，包括光信息技术、微电子集成技术和网络通信技术。本质上，智能变电站是一种具有自动化特性的多功能设备。在各种先进技术的作用下，智能变电站还具有节能的功能。与传统变电站相比，智能变电站有很大的不同。从网络结构看，智能变电站采用三层网络模式，分为站控层、间隔层和流程层。对传统变电站结构进行了优化和创新。在信息技术和通信技术的作用下，可以实现自动的信息收集和操作指令。出现系统风险时，智能变电站还可以实现自动保护，主动隔离风险，减少系统风险带来的损失，实现安全稳定供电。变电站具有平台网络化和信息共享的特点。在信息技术的作用下，实现系统信息的共享，促进系统更加协调运行。此外，智能变电站还具有节能环保的特点，智能运行方式更高效合理，能源需求更低，变电站运行成本大幅降低，是电力工程领域可持续发展的重要体现。

2智能变电站的技术优势

2.1环保性

智能变电站所使用的新型智能化设备多具有环保性的特征，其内部的电子元件均具有高集成度、低能耗的特点，而传统的电缆接线也被替换成了光缆。以互感器为例，新型电子互感器的使用有效降低了变电站的运行成本，电子互感器不仅具有良好的运行效果，且能耗更低，这无疑吻合了新时代绿色环保的基本要求。

2.2交互性

从某种角度来看，智能化技术是对自动化技术的一种升级体现。自动化技术强调对数据的收集并实现系统操控。而智能化技术则是在这一基础上进一步追求人机的交互性。单个变电站设备的各项数据参数不仅可以用于设备自身的控制使用，同时也可以实现信息的内部共享和系统之间的交流互动。这意味着变电站的所有电气设备均形成了一个整体，出现故障问题之后可以从整体角度给予处理。

3智能变电站继电保护系统及自动化处理措施

3.1智能终端故障处理

终端是智能变电站的重要组成部分。智能终端故障直接影响智能变电站的运行。如果这个位置失败，变电站的跳闸和关闭就会失败。系统在不正常使用的情况下，不能及时进行相应的跳闸和合闸动作，大大增加了变电站智能运行的危险性。为了消除智能终端故障带来的负面影响，必须重视系统的安全运行，避免发生故障时跳闸和合闸受到影响。压板从智能终端的出口脱落，可以减少智能终端故障带来的负面影响。工作人员在保证跳闸、合闸正常运行的前提下，对智能终端故障进行分析处理，查找故障的原因和位置，采取相应措施处理故障，恢复智能终端功能，确保智能变电站稳定运行。

3.2继电保护技术

随着我国电网建设的迅速发展，电力系统中的各种技术也在不断地得到了更新和发展。基于此，继电保护技术得到了迅猛的发展，同时也出现了与之相适应的继电器保护设备。由单一元件的继电器，发展成为一种综合性强、复杂性高的现代专用电器。对变电所的自动控制系统进行故障处理，其处理效果更加显著，完全改变了传统的故障处理方法。在电力系统运行过程中，采用了继电器保护技术，能够根据其本身的特点，迅速地发现并根据有关的数据进行故障处理，从而降低了系统的损失。当前，保护技术的应用领域不断拓宽。监测技术、通信技术和保护技术一体化是今后发展的重点领域，其发展前景十分可观。

3.3引入专用光纤通道

专用光纤通道所使用的纤芯是针对电网输电特性所制作的专用纤芯，此类纤芯应用于电缆中后能够与纵联保护装置保持较高的协调度，组成采用专用光纤通道的输电线路纵联保护装置。实践证明，专用光纤通道的使用可以实现对电缆信号传输路线的简化，这也意味着信号在传输过程中所受到的干扰问题将进一步降低，这对于提高传输效率和稳定性无疑有着直接的帮助作用。

3.4间隔合并单元故障处理

当出现间隔合并单元故障时，维护人员需要向计算机系统提出“断开”申请，即对出现故障问题的间隔单元进行开关断开，同时关闭间隔单元。随后，维护人员需要尽快查明故障原因，并将对应的母线保护装置退出运行。“断开”操作是一种行之有效的故障控制措施，其能够将故障控制在理想范围之内，避免故障进一步扩大和发展，并为后续的抢修作业确定正确时间。

3.5系统功能

继电保护自动化系统具有以下功能：

（1）为了准确定位复杂故障，随着变电站自动化系统内部结构的日益复杂，故障的复杂性也随之增加。通过对复杂故障的判断和分析，可为故障解决提供依据。复杂故障定位的研究主要基于装置定位原理，包括单端电量法和双端电量法。前者是距离测量，决定母线和故障反射点之间故障行波的脉冲时间。虽然不需要通信，成本低，但也有受其他线路终端故障的影响，测量误差变大的缺点。后者根据故障行波脉冲的测量值和母线两端的时间差判断距离。它的工作原理很简单，而且结果很精确，但需要通过通讯设备在母线两端安装测量仪，成本投入比较高。

（2）决策支持功能。电力系统发生故障时，也会发生保护动作错误。以前的故障分析主要靠人工进行，受人员经验水平等因素的影响。利用继电保护自动化系统，可以全面采集故障前后系统运行状态的信息和故障报告，利用模糊处理技术，根据继电保护的采样数据和故障记录，完成规定的计算，快速准确地判断故障，为系统运行状态的恢复起到辅助作用

（3）基于状态的维护、造成故障的主要原因是继电器设计上的缺陷，生产上的问题，或者线路的维修。自动继电保护装置可以实现自检，还具有存储故障报告的功能，可以实现高标准的系统状态维护。

结论

综合以上分析，智能变电站的出现，是我国电力工程发展的有力佐证，也是电力工程智能化建设的有力支持。但是，由于智能技术和电力工程的结合时间较短，在技术上还存在很多不完善的问题，而且各厂商的设备协作也有一定的局限性。变电所的继电保护和自动控制是当前社会普遍关心的问题，它直接影响着整个电网的运行。我国电力行业应加大技术研究力度，将智能化技术融入电网，使其在我国电网的发展中发挥更大的作用。

参考文献

[1]吴涛.变电站继电保护二次回路的设计、实施及相关问题研究[D].长春：长春工业大学，2019.