浅谈智能变电站继电保护方式

浅谈智能变电站继电保护方式

金巍昊

山东黄金电力有限公司 山东省莱州市 261441

摘要：电力作为我国社会发展的主要动力之一，其运行方式得到了全世界人民的关注。智能变电站作为具有先进的智能化系统设备，其在电力的输送方面起到了重中之重的作用。智能变电站与以往传统的变电站功能有所不同，其不仅能够起到传统变电站的功能，并且该项设施还能够达成信息网络化、数字化、共享标准化等功能。同时在电网中加该设施后能够实现智能化调节和自动化控制。在智能变电站运行过程中，继电保护装置是保障其运行安全稳定的关键所在。而目前，我国电网中所运用的智能变电站的继电保护方式是通过跳闸来实现的。对此，本文对继电保护方式（跳闸）进行深入探究，致力于对智能变电站的安全运行提供借鉴。

关键词：智能变电站；智能化调节；自动化控制；继电保护方式

引言

在整个电网的运行过程中，智能变电站的安全性是由继电保护装置来决定的。跳闸作为一项保护智能电站最为重要的措施之一受到了我国各界人士的关注。智能变电站继电保护跳闸模式包含两种类型，一种是保护网络跳闸，一种则是对点直跳。对点跳闸方式在信号传输的过程中，不使用网络方式，因此较为可靠，但在熔点、光口上相对较多。保护网跳闸则要通过交换机的信号传输，但在光纤敷设量及光纤熔点上相对较少。

一、跳闸保护原理

跳闸保护作为保障智能变电站安全性的重要方式，其对于电网的稳定运行有着重要的意义。而只能变电站的继电保护的两种跳闸模式原理均不相同。对于保护跳闸来讲，信号终端机经由过程层的交换机与继电保护装置相连接，在网络上保护跳闸的信号互相传输；对于对点跳闸来说，智能终端是依靠独立光纤与机电保护装置相连接，出现紧急情况时，跳闸信号依靠光纤传输至继电保护装置，而其他信号则是通过网络交互机在互联网上进行传播。这两类跳闸方式主要区别是在接线方面，保护跳闸模式是通过网线、交换机来实现的对继电保护装置的控制；对点跳闸是跳闸信号通过布设的光缆传输至继电保护装置。

二、智能变电站继电保护跳闸方式

对点跳闸的方式不需要使用网络，因此不需要使用交换机作为中间站，没有传输延迟问题；熔点及光口相对更多，因此发生故障的可能性更大；对点继电保护器CPU及光口发热量会更大，设备的老化速度相对更快，致使故障可能性进一步增大；设备硬件的数量相对更多，导致现场施工量更大；故障发生的可能性较多，原因也更复杂，不利于故障的分析；设备的维护要求较高，设备寿命较短且设备生产成本较高。在保护跳闸的方式中就不存在这些问题，因着种方式有极少的光纤连接点，所以该种方式不仅在成本方面有所优势，而且出现接点故障的可能性也更小；结构简单，容易进行故障分析；使用交换机作为跳闸报文信息的中转站，会有延时问题。智能变电站要求实现通信平台的网络、站内信息数字化、信息的共享标准化，使用网络化传输的方式实现保护装置的跳闸，与智能变电站未来发展趋势更为契合。同时，对点跳闸保护方式不利于变电站建设成本及维护成本的控制。最关键的是，对点跳闸保护无法保证保护的有效性以及保护持续性。基于此，本文以分析以网络传输为基础的保护网跳闸方式为主体，对点跳闸方式作为保护网跳闸方式性能及效果的参照对象。

三、智能变电站继电保护网跳闸可靠性

智能变电站保护跳闸可靠性影响的因素主要是交换机丢包，而造成交换机丢包因素则主要有3类，即电磁干扰问题、网络风暴问题、交换机的处理能力没有达成要求。从上述3方面出发进行保护网跳闸可靠性分析，现代智能变电站的交换机均得到全球范围内的电力行业产品咨询及认证、测试群为机构的认可，并按照国际电工委员会的要求及标准，通过了电磁辐射、抗电磁干扰、静态振动等测试，能够使继电保护器在恶劣的环境下也能够保证不受电磁干扰的影响。网络风暴的发生主要有跳闸保护系统中的某个部分出现问题，导致交换机无法进行正常防护，出现跳闸报文多发的问题，但在此情况下，对点跳闸也无法正常运转；非法设备连接到信号传输网络中，并发送未知单播地址报文，此问题能够通过未知单播地址抑制功能，对其进行预防，一定程度上解决该问题；信号传输网络中发生大量异常的广播问题也会导致网络风暴问题出现，交换机中进行端口速率限制的设置，能够使得此类问题得到预防。现阶段，交换机使用的是转发及存储机制，同时选择双工的方式进行连接，所以数据流量增加的过程中，网络延时发生的概率也不会增加。相关研究中对于各负载率下报文传输延时情况，进行了详细的检测及测试，延时浮动在23～251.4μs。通过相关研究证明，交换机处于高负载时，进行转发存储的延时情况，都会在300μs之下，即比之继电器动作抖动延时更小，能够达成继电保护器速动需要。在过程层网络方面，智能变电站均选择使用双网结构，网络故障发生不会使得保护拒动发生，所以保护网跳闸方式继电保护能够在可靠性上得到保障。

六、结语

本文对智能变电站继电保护跳闸实现的两种方式对点跳闸及保护网跳闸进行了详细分析。经过分析讨论所得，以网络传输方式信息传输为基础的保护网跳闸方式优于以光纤直接进行信息传输的对点跳闸，同时在设备可靠性及设备制造、维护成本上，保护网跳闸均优于对点跳闸。但在实际应用过程中应当以具体实际情况为主，此分析所得仅供参考，以推进电力行业的稳定发展。

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