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智能变电站技术及其对继电保护的影响

作者：曾铉韩健日期：2015-11-10 09:33 来源：未知

在我国目前电力事业发展的形势下，智能变电站技术作为变电站自动化技术的主要发展方向，逐渐成为电网体系建设中的核心内容。近年来，我国加大了对智能变电站技术的实践运用力度，为实现电网系统朝下一代更为先进可靠的自动化和智能化技术发展提供了平台，促进了智能变电站技术在我国电力事业中的推广与发展。
一、智能变电站技术概述
按照《智能变电站技术导则》可将智能变电站归纳为以下含义：合理运用先进环保、运行稳定的智能设备，提高变电站数字化和信息化水平，并按照要求自动完成信息采集、数据测量、运行控制、状态监测等工作，能有效实现变电站或电网之间互动调度的新型变电站。在电力系统自动化全球通用标准（ICE61850）的要求下，智能变电站充分体现了电力设备智能化、交互标准化、实用互动化等技术特点。其中，智能变电站建设要建立在一次设备智能化的基础上，目前广泛应用的一次设备是在常规设备的基础上结合智能组件所有成的，例如智能断路器、变压力等等。随着光纤网络和电子感应器在智能变电站中的投入使用，实现了一次设备与二次设备之间的数据传输自动化，以及信息资源共享，弱化了传统意义上的二次回路。此外，智能变电站设备之间的通信方式均符合ICE61850标准，即使设备制造商不同，但其生产的设备均要执行统一的标准，大大简化了设备安装与维护的工作流程。
二、智能变电站的体系架构
智能变电站与传统变电站相比，其继电保护采用了过程层网络为核心的架构体系，统一执行ICE61850标准。按照智能变电站的功能，从逻辑上可分为站控层、间隔层以及过程层，任何两层之间分别构成了站控层网络和过程层网络。从继电保护的角度来看，站控层网络的主要职能是负责传输整定值和文件，并负责对文件进行修改、录波、召唤等等；过程层网络的负责传输采样值、开关运行状态信息、闭锁、跳闸等信号。两个系统在运行中的实效性与稳定性，是智能变电站继电保护所需要的基本性能。
在传统变电站中，继电保护有专门的采样和命令信号通道，具有一定的延时性，而智能变电站继电保护则采用以太网数据帧的形式进行采样值和命令信号的通信传输。因此，智能变电站继电保护运行中对过程层网络有相当高的依赖性，对其进行合理的规划设计和调度具有十分重要的意义。
三、智能变电站技术及其对继电保护的影响
3.1 信息数据和保护原理的影响
从变电站继电保护的信息数据来看，智能变电站技术对其带来的影响主要包括以下方面：1、电子感应器代替了传统的电磁感应器，使继电保护元数据发生了很大的改变，主要针对于传统电磁感应器的算法和既定原则都需要进行优化和重新拟定；与传统电磁感应器相比，电子感应器具有响应速度和在线性度以及频宽带度等方面的优势，势必会促进继电保护生成新的算法与原理。此外，电子感应器还带来了数据延时与同步的问题，也给继电保护带来了一定程度上的影响，因此，要对其进行深入分析研究。2、在统一执行ICE61850标准的情况下，二次信息需要进行统一建模，给继电保护的数据处理和应用带来了很大改变，不同设备之间实现了交互式运行，大量数据信息实现了传输、存储、挖掘，上述变革均给继电保护带来了新的保护原理和保护组态。 3、改变了继电保护的传输方式，从传统的二次电缆连接传输变成以交换机和光纤为介质的信息网络传输，提升了跨间隔保护的灵活性和便捷性，促进继电保护新实现方法的产生。同时，网络传输带有一定几率的数据延迟、乱码、丢失等问题，这些都将成为继电保护原理与算法研究的新课题。
3.2 实现机制和调试维护的影响
智能变电站技术打破了传统采样、计算和出口一体化的形势，而是将信息数据与保护对象和装置分开运行，让数据动态实现及时存储，实行了不同系统数据之间的统一管理，极大提高了继电保护设备以及过程网络交互运行的便捷度，实现了数据信息的有效共享，为功能组态迁移和广域保护创设了数据信息交换平台。此外，智能变电站技术还提高了继电保护的可靠性。从调试和维护的角度来看，智能变电站技术实现了保护设备检修工作的标准统一，但目前智能变电站技术尚处于发展阶段，ICE61850标准也存在理解上的差异，智能变电站的调试和运维工作面临着巨大挑战，继电保护专业则是其中的重中之重。大部分智能变电站在投入使用后，运行单位往往还需要依靠原来的制造商和调试单位来实现变电站的调试维护，从而制约了智能变电站的推广与发展。
结束语：智能变电站与传统变电站相比具有高效率和可靠性的优势，符合电力系统朝自动化、信息化发展的目标，但在运行过程中仍需要对智能变电站技术进行不断总结和提升，促进继电保护技术的发展。
参考文献
[1] 蔡泽祥 , 王海柱 . 智能变电站技术及其对继电保护的影响 [J]. 机电工程技术 ,2012,20(5):1-4.