李春磊
身份证号码：32038119901108****江苏省苏州市 215151
摘要：随着国内智能电网建设的发展，智能变电站如雨后春笋般应运而生，相较传统变电站，对继电保护装置提出了更高要求。本文针对当前智能变电站中继电保护主要设备、保护装置配置及整定、运行中存在的问题做简单分析说明，并就各类问题提出相应改进措施。
关键词：智能变电站；继电保护；存在问题；改进措施
1.引言
当前电网技术的快速发展，对变电站继电保护系统建设提出了更高要求，而智能变电站“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等一系列特征，在减少站内管理人员数量，普及智能电网以及提高供电安全可靠性等方面具有独特优势。本文对目前已投运的智能变电站内继电保护主要设备、保护配置及整定、实际运行存在的问题做简要分析，并对继电保护在智能站中的应用措施提出一系列优化改进建议。
2.智能站内继电保护相关主要设备
现投运的智能变电站中，各IED间已实现基于IEC61850通信规约的信息共享和互操作，其中影响整站继电保护可靠性的设备主要有合并单元、智能终端、电子式互感器、同步时钟源和交换机。
传统变电站采样过程是通过站内保护装置经二次电缆直接从电流、电压互感器获取采样值，再由保护装置内部程序进行模数转换、采样值整定计算等一系列步骤完成的，而智能站是合并单元将互感器输出的电压、电流信号合并，输出数字化的同步采样数据，再通过光纤网络将采样值按需分配。
智能终端在不同类型的变电站中布置方式不同。对于敞开式变电站，智能终端通常下放到开关场地，采集一次设备运行状态信息及动作信号并通过GOOSE网络反馈给间隔层保护、测控装置。对于采用GIS汇控柜的室内变电站，柜内的智能终端不单可以就地采集相应间隔内的刀闸位置信息，还可以通过软件的方式实现联锁，相较于传统的机械联锁装置，不同一次设备配置的GIS柜其内部机构辅助接点数量都有不同程度减少，这样不仅能节约柜内空间还有利于避免传统机械联锁繁杂的操作过程带来的人为误操作，有助于提高系统稳定性。
普通的电流互感器和电压互感器工作原理与变压器相同，其基本结构也是铁芯、原边绕组、副边绕组，当系统产生的短路电流很大时，传统互感器因铁芯带来的电磁饱和及铁磁谐振问题，严重影响着保护装置的运行可靠性。电子式互感器则能有效避免上述问题，其结构也相对简单，成本也较传统互感器低廉。
变电站时钟同步装置在电力系统发生故障时，既可实现全站各个子系统在统一时间基准下的运行监控，也可以通过不同保护装置动作、开关分合的先后时间顺序来分析事故的原因和过程。与传统变电站相比，智能变电站对时间同步要求更高，精准可靠的时钟源可以保障数据的同步采样。
以太网交换机所带来的高速数据共享和数据交换为智能站内各设备集成更多更高级的功能以及GOOSE+SV网络结构的搭建提供技术保障，在此基础上智能化分层分布式控制系统的构建极大降低了传统电缆的使用量。
3.智能站内继电保护配置与整定
智能变电站内继电保护应满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性的要求。对于电压等级较高的变电站，当站内配置双重化保护时，装置之间应相互独立且保护装置内部元件损坏时不应造成保护拒动或误动，必要时配置相应的GOOSE、SV双网传输通道，以保证保护装置的动作信息、故障录波信息等上传，实现站内故障信息的综合分析决策，提升整个变电站的智能化水平。
另外继电保护的整定应在全网安全稳定运行前提下统筹考虑，在整定计算时根据站内实际条件合理取舍，确保各级继电保护在各自管辖区域内有效快速地切除故障。
4.智能变电站继电保护实际运行中存在的问题
目前，为了适应电力行业的快速发展，全国范围内的在运行变电站中很多都在进行技术改造和规模扩建，对于此类变电站，改造和扩建过程中必然会引进一些新的站内设备，比如传统变电站在智能化改造过程中，仍有传统采样互感器与电子式互感器并存的现象，这就导致保护装置从不同间隔获取数据时存在同步问题，像变压器的不同电压等级之间，保护装置在接收采样数据时会存在一定延迟甚至误差，造成保护误动。另外，时钟同步信号的丢失也是产生采样误差的原因之一，较老的站一般只配置GPS作为全站统一的同步时钟源，站内时钟同步装置故障时将无法保证采样数据的同步性。
智能站内不同厂家的继电保护装置往往使用不同的配置工具对装置内部逻辑进行定义，特别在装置的虚端子描述方面，不同厂家对虚端子的定义在表述上难免存在差异，这就给设计人员配置虚端子表时造成不便，甚至把逻辑点对应错误，给后续调试工作带来不少查找工作量。
另外，光纤联系不稳定也是当前智能变电站保护存在的主要问题之一。在日常运维中站内光纤被小动物咬断，跨越复杂地形时光纤过度弯曲损坏等会造成的链路不通，遭受干扰信号不稳定等都是导致智能站继电保护系统不能可靠工作的因素。
5.智能变电站继电保护优化改进措施
智能变电站是建设坚强电网的关键环节，加强已投运以及即将投入运行使用的智能站稳定性和智能化水平，对促进我国电力事业发展具有重要意义。
对实际运行中存在的数据采样同步问题，建议改造和扩建站在选择新的电力设备时综合全站条件，尽量保证改造或扩建的间隔使用的新设备与前期站内各系统间的兼容性，也可以通过二次设备内置插值算法实现同步，提高采样率，使采样更加稳定。对于GPS秒脉冲丢失的问题，可以使用全球卫星定位系统加北斗导航系统双套同步时钟源互为主备，为全站提供持续稳定的统一秒脉冲信号，根据同步精度的要求，还可以分别采用NTP和PTP时钟同步协议。
对于虚端子的表述问题，可由当前几大主流厂家使用相同的配置工具对装置虚端子定义进行统一描述，以减少设计过程中逻辑连接出错率。智能变电站继电保护系统还存在系统较分散的问题，市面上固定使用的继保设备虽然不算众多，但由多个厂家设备子系统构建成的继保系统还普遍存在于当前的变电站中，各子系统分散配置，采样重复处理，信息共享度低，维护工作量大。因此，智能变电站当前的分散独立系统应向一体化业务系统转变，以降低设备采购成本提高运行维护效率。
采用铠装光缆、非金属加强型光缆可有效增强智能站内光纤的表面强度，解决光纤链路不通问题，另外要组织培训变电站施工人员的业务能力提升整体工艺水平，避免因施工过程中出现光缆折损造成保护信息断路的问题。双套配置的保护应采用各自独立的光缆，每根光缆或尾纤预留足够的备用芯，站内敷设时，与电缆敷设路径分开或使用专门的光缆槽盒。
6.结束语
传统变电站在当前电网系统中仍占据十分重要的地位，随着新兴科技发展衍生出的数字化保护、微机保护等先进继保装置，以其经济技术适用性正逐渐替代传统继电保护装置。作为依靠大量智能化设备建设的智能变电站，必将成为我国电力事业前进道路上的主力军。立足于现状，找出智能变电站发展中存在的问题，提出改进措施，使其更好的助力经济发展和社会进步。
参考文献
[1]李 璨，孟丽娜.智能变电站继电保护研究[J].科技经济导刊，2021，29(04) ：68-70.
[2]周 镭.智能变电站继电保护应用研究[J].电力讯息，2017(8)：167-169.