智能变电站继电保护技术研究与应用
电力科技
2015.09︱195︱
智能变电站继电保护技术研究与应用智能变电站继电保护技术研究与应用
郭庆生
（山西省忻州供电公司，034000）
【摘 要】随着我国“坚强智能电网”规划的不断实施，智能
变电站继电保护技术得到了快速发展。基于此本文分析了智能变电站的体系结构，然后针对智能变电站继电保护关键技术进行了详细的研究。
【关键词】智能变电站；继电保护配置；关键技术 引言
随着我国社会经济的发展和技术进步，智能变电站继电保护技术在国内变电站中已经获得普遍应用。智能变电站技术的发展也对继保工作人员提出了高要求，对其综合素质提出了新的考验。新形势下继电保护人员除了掌握继电保护专业方面新技术，还需掌握变电站自动化系统、以太网通信网络等相关联专业知识，只有拥有跨专业综合素质才可以把继电保护工作做好。 1 智能变电站体系结构
智能变电站系统由三层设备组成，分别为过程层、间隔层和站控层，并用分布、分层、开放式的网络系统将其连接起来。站控层的构成由主机兼操作站、远动通信装置和其他各种二次功能站组成并形成全站监控和管理中心。站控层提供站内运行人机联系界面、实现与调度通信中心通信并管理控制过程层、间隔层设备等功能。
全站网络由以太网组成，通信规约依据IEC 61850标准，其传输速率达到 100Mbit/s。网络结构采用三层设备、两层网络结构，其中两层网络指站控层网络、过程层网络。其中，站控层网络采用单星形网络拓扑结构，传输MMS 报文；过程层GOOSE 网络采用冗余配置，双星形网络拓扑结构。采样值传输方式采用点对点直接实现，规约依据IEC 61850-9-2标准。 2 智能变电站继电保护关键技术
影响智能变电站继电保护技术发展的关键因素可概括为五个方面，即IEC 61850标准、电子式互感器的应用、智能一次设备的出现、网络通信技术应用以及智能变电站自动化系统总体架构。这几个因素实际上相互关联，不能割裂开来，本文主要分析IEC 61850标准和电子式互感器、智能一次设备。
2.1 IEC 61850标准
在IEC 61850 系列标准出现之前，不同的厂家制造的智能电子设备互联时需要付出大量复杂且花费昂贵的协议转换工作。从实际利益出发，必须能够使智能电子设备制造厂和用户自由交互信息达成一致。实现不同厂家所产设备之间的互操作性是制定IEC 61850系列标准的重要目的之一。
IEC 61850系列标准各个部分的名称和内容本文就不再详述。 IEC 61850 系列标准卷帙浩繁，内容艰深。IEC 61850 本身并非继电保护专业的技术标准，标准制定机构TC 57技术委员会主要负责电力系统运行、变电站自动化、配电网自动化、数据通信和安全等方面的国际标准工作。但由于该标准变电站功能架构、通信体系和变电站自动化系统带来的巨大变化和广泛影响力，继电保护不可避免受到其深刻影响。
2.2 电子式互感器
电子式电压互感器的通用结构如下图1所示，图中各组件名称已标注，不过图中各组件并不都是必须的，可以有删减。
同一电气间隔内各相ECT、EVT 输出的电流电压，共同接入一个称为合并单元（merging unit，MU）的设备，以数字量形式送给保护、测控等二次设备，如下图2所示。数字量输出接口可以是电缆，也可以是光纤。部分MU 也提供模拟输出接口，以适应现有的仪器设备，但数字输出是MU
的主要形式，也是最终形式。
图
1 单相电子式电流互感器实例原理图
图2 合并单元的数字接口框图
MU 本身是电子式互感器的一部分，或者说是一个附件，同时它与互感器本体又相对独立性。另外，工程中有相当数量的常规互感器通过模拟式MU 转换为数字输出，在这种应用情况中，MU 是完全独立的设备。
2.3 一次设备智能化
智能一次设备是智能变电站的基础，也是其重要技术特征。当前一次设备智能化主要通过“一次设备本体+传感器+智能组件”的方式实现。智能一次设备中，对继电保护影响最大的是智能断路器。实现断路器智能化的方式有两种：一种是将智能组件直接内嵌在断路器内，断路器是一个不可分割整体，它可具备网络通信能力；另一种是将所有智能控制模块封装成独立装置，即智能终端，将其安装于传统断路器附近，可实现已有断路器的智能化。后者较为容易实现，也是目前主要的实现方式。
除断路器外，变压器、电抗器等设备也可以通过配置相应的智能终端并辅以其他智能电子组件实现智能化。 3 结论
随着技术的不断进步，智能变电站将逐渐替代传统变电站。采用智能变电站将能够有效提高工作人员的效率，减少事故发生的概率，保证电网供电的可靠性。其中，智能变电站继电保护技术作为智能变电站的关键技术应当对其进行认真研究，以保证变电站工作的可靠性。 参考文献：
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