宋祖磊
国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 223800
摘要：继电保护装置是电力系统中必不可少的重要组成部分，电力系统中任何一个电器元件没有继电保护装置时是不能运行的，因此继电保护配置对智能变电站来说至关重要。智能变电站的出现上了传统变电站中存在的部分技术问题，但针对继电保护这一方面还欠缺开发和研究，基于传统变电站三层两网的整体架构，改善继电保护的配置，从而实现对电力供应过程的实时监控，确保电力供应过程的高可靠性。
关键词：智能变电站；继电保护；配置
引言：
继电保护配置是确保电力供应正常运行的基础设施，最主要体现在继电保护装置能当电力系统的元件发生故障时切断其电路，及时向工作人员发出警告信号，这就在最大程度上保证了各电器元件的安全，避免在电路出现短路、断路等情况时瞬间高压击穿电器元件。本文主要研究智能变电站的继电保护配置，探索更为合理有效，更能符合智能化变电站要求的继电保护配置，提高变电站的工作效率和安全可靠性。
一、智能变电站及继电保护
（一）智能变电站技术优势
智能变电站的技术优势主要体现在两个方面。一方面是智能变电站针对继电保护配置采取集中统一的通信准则，针对设备采取统一的命名与管理，大大方便了变电站的智能化系统，增加了设备之间的可操作性，能够快速建立精确的数据模型，实现对故障点的快速定位。另一方面是智能变电站大量采用电子式的互感器，使合并单元和传感模块构成具有电子特征的互感器，安装在高压侧，将高压信息即电信号直接转换为数字信号，进而在电缆光缆中快速传输，电缆光缆的传输弥补了以往数据传输中存在的误差，从而使得变电站的工作更加可靠、安全、稳定。
（二）继电保护配置
智能变电站将继电保护配置分为两层，即过程层和变电站层，然后根据每从不同的情况来进行设备的铺设。过程从主要针对变电站的一次侧，对变电站的一次侧进行主保护，并针对不同的情况进行不同配置，对于智能化的一次设备，直接将主保护设备安装在一次侧内部，对于老旧的一次设备，则集合保护、测控等功能集中安装在一次设备附近的汇控柜中。变电站层的保护装置是对全站的电压进行集中配置，确保变电站供电的安全可靠。
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二、继电保护内容
（一）过程层继电保护
过程层继电保护方法主要包括有线路保护、变压器保护、电抗器保护、母线保护和以同步的方法来进行保护：
1.线路保护
运用于各电压等级间的间隔单元，以纵联差动或纵联距离作为主保护，通过对光纤接口和侧线路的保护装置实现纵联保护功能即为智能变电站过程层保护的线路保护。线路保护有完善的保护测量以及实时监控通信功能，会高低压配电及发电厂等系统控制提供了有效的解决方案，使得高低压电网能够和其他的自动化设备相集成，通过通信接口可集中安装或就地安装在高低压开关柜中，确保高低压电网的安全稳定供电。
2.变压器保护
变压器保护的过程层主要采用分布式配置，对变压器实现差动保护的功能，变压器的后备保护仍然能够集中式的安装，通过电缆接入断路器的跳闸对非电量保护进行单独的安装。变压器保护将控制，保护、监视等多种功能集成在一个模块中，构成了完整的理想的智能化开关柜。
3.电抗器保护
电抗器也是电感器。任何一个电器元件在通电时都会产生相应的磁场，因此能够载流的电导体具有与其自身市场相对应的电感性，通电长直导体产生的磁场不强，因而他的电感性也较小，而电抗器则是导线绕成的螺线管形式，又称空心电抗；空心电抗中加入铁芯，提高导体的电感性，称为铁心电抗。电抗器过程层的保护配置与变压器的保护完全相同。
4.母线保护
母线保护中重要的组成部分就是电力系统的保护。总线在传输和分配的过程中都有着非常重要的作用，中国电力系统中最为重要的设备之一。总线直接与多个系统设备相连接，为其提供电源，因此总线到安全性也是整个电力系统中最为重要的一环，一旦总线发生故障，轻则导致局部元件失效，重则直接影响整个电力系统运行，甚至会由于瞬间电压变化过大对设备造成严重的损坏。电力系统的不断发展，智能化变电站的出现，对母线保护的要求也越来越高，母线保护的快速、可靠、灵敏也成为母线保护配置中最为主要的考虑方向。
5.采样同步方法保护
可以将变电站内的变压器保护和母线保护看成一个多端的线路保护，这就可以采用线路保护的同步采样方法来实现保护装置的采样。目前国内所采用的采样方法主要基于乒乓原理，包括有采样数据校正方法和采样时间调整方法两种类型。采样数据校正法也是可以称作矢量同步法，可以同步校正各端保护装置的独立采样信息，并且不会受到通信干扰的影响。采样时间调整法则是主站采样相对独立，从站必须根据主站的采样来进行实时的调整，从而确保两站之间的同步采样信息高精度。保护装置的同步主要体现在完整的，体系化的设计，分为独立保护装置的光纤通道数据发送和数据采样；调整两侧站点的数据发送时间；采用延时并补偿发送的时间三个步骤，这相较于传统的保护装置要明显的提高和简化。
（二）变电站层继电保护
变电站层继电保护配置有集中式的后备保护，对全站电压进行集中配置，统一管理。这种集中式后备保护装置具有自适应和实时的自调整技术，同时实现广域保护的功能。由于后备保护系统的覆盖范围所限，将每个变电站的保护范围分为近后备保护范围和远后备保护范围两个部分，前者包含该变电站的所有母线和出线，后者包含母线与对端母线连接的所有线路。这种对保护范围进行具体划分的独立的后备保护系统能够对变电站元件的电压电流信息以及其他的数据信息进行实时采样和监控，能够及时对故障点进行确定并制定相应的应急策略，做出最优的故障处理方案。
三、智能变电站继电保护的发展前景
（一）电网保护
?目前国内电网的继电保护仍然未能去除断层线，依赖于通信技术，而随着智能变电站的出现，基于广域网信息的电网保护成为变电站继电保护的主流发展方向。广域网信息化保护系统的主要组成包含有三个方面，第一，电力系统的实时监测系统最大化应用，此系统安装在每个变电站的调度中心，对测量单元的信息进行同步处理，实时传送。第二，广域继电保护算法和广域控制策略的研究与开发。第三，利用电力系统的实时控制系统实现自动广域的控制策略。基于广域网信息化的继电保护配置的应用还需要更深的挖掘与研究。
（二）瞬态保护
瞬态保护具有响应速度快、精准高、不受频率影响的稳定性高等优点，是一种高频瞬态传输线路保护，包括有数量上的瞬态保护和暂态的行波保护两个方面。前者可以检测故障时产生的高频电压和电流，后者则具有不受系统波动摇摆的影响、方向性极高、快速响应等优点，但是却难以区分暂态的不确定性的行波信号。瞬态保护还有很多诸如成本高、易误动、难选项等问题，在实际应用中还没有解决。
四、结束语
随着我国电力水平的不断发展，智能化的变电站系统也逐渐普及，高智能高自动化的变电站系统大大的降低了我国电力运行的压力。而智能变电站的继电保护则是智能变电站建设普及中最为重要的一个环节，其以智能调度、实时监控、信息共享等为发展目标，进一步提高电力运行过程中的安全、可靠与时效性
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