技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ
Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１，２０２１基于智能电网的站域继电保护系统研究 刘国民
（广东电网有限责任公司中山供电局，广东中山５２８４００）
摘 要：继电保护是电力系统安全运行最为重要的保护方式，而传统的继电保护技术已无法满足电网安全运行要求。 因此，基于智能电网的站域保护成为了目前我国电力技术发展的主要研究对象。站域继电保护主要是通过智能网络化的监控系统来采集站内所需要的电力运行指标信息，然后再对采集的信息进行有效地筛选和优化，从而实现继电就地化保护的目的。首先明确研究的目的和意义，然后针对站域保护的原理配置和结构特点进行详细论述。 关键词：电网；站域；保护
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２１．０１．０４１
研究的目的和意义电动车防盗器原理
电动画舫船
目前，我国电网已完成西电东送，进入了全国联网的新纪元。但随着经济的快速发展，我国的电力系统负荷量也逐步增大，电网结构变得更加复杂，对电力的安全运行提出了新的要求。作为电力系统保护中重要的一环，继电保护装置可以对电力故障进行详细检测，反馈出相应的故障报警信号，还可以直接将故障部分进行完全隔离或者切除等方式，对电力的安全运行进行保护。
２０世纪中到２１世纪初，欧美国家电网崩溃事故经常发生，例如１９７８年某国夏季的电网事故，直接导致其７个州约１２００万人停电９ｄ，间接造成经济损失约合７９亿美元。这些电网事故的发生除了造成经济损失外，也对人们的生活造成了很大的影响。因此，在电网总体规划上要符合技术发展的趋势，对一些不合理的电网结构应重新规划，除了追求经济效益，还要关注电网如何安全运行以及智能化发展等深层次问题。在对继电保护装置研究方面，要重点关注站域本电力系统的运行状况，如果出现电力重大事故，电力保护装置要有快速切除故障的能力，并提前做好预警，通过这些措施可以在一定程度上避免大规模停电事故的发生，减少经济损失及对人们生活产生的影响。
在我国现有的变电站中，传统的后备保护还占有较大的比例，而站域保护作为一种新的电力保护模式，其对继电保护系统提出了更加严苛的要求。另外，随着我国各大电网企业对电力系统智能化改造和建设需求的增加，各种电力保护新技术也得到广泛应用，如电缆光电传输技术、继电时钟技术、ＡＩ电力检测分析技术等，这些新技术的应用及推广也为站域继电保护提供了新的发展方向。
传统智能电网站域保护存在的不足
在电力系统配置框架上，智能变电站和传统电站基本类似，两者都是以主保护模式和后备保护模式相结合的方式对电力设备进行保护。在这种电力系统配置保护框架下，主保护模式一般情况下会比后备保护模式更快速、更准确地对电力故障进行切除，其优势比较明显。例如某些变电站采用的是放射性输电网络，传统保护模式保护动作延时会比智能站域继电保护模式延迟３～４ｓ。另外，有些电力系统在母线配置上没有设置中低压母线，其主要通过变压器对故障进行切除，因此，这种方式下其母线故障会造成０．８ｓ的时间延时，这种故障切除延时对于电力系统来说是致命的。
另外，智能变电站的继电器保护方面，传统的后备保护主要作用是以提高故障感应灵敏度为主，而没有将继电器保护范围拓展到低压侧，这样可能会造成两级保护区域出现动作延时的现象，很难起到双重保护的作用。
站域保护的结构特点
３．１ 系统结构
智能电网的站域继电保护装置主要由以太网交换机互联结构硬件相互组成。其主要结构原理是采用单一装置实现本地站域保护，也可以借助传输线缆的方式进行拓展。站域继电保护在数据处理上比传统的保护模式具有更大的优势，如通过网络监控进行采集，然后对采集的数据进行筛选，最后通过光缆设备进行数据传输和有效处理。对于信号的采集方面，智能变电站采集电流和电压通过ＳＶ网络所反
馈出变位、跳闸等故障信号，然后经过ＧＯＯＳＥ网络和以太网交换机进行信号变化处理，对故障的信息进行报警。
３．２ 功能特点
智能电站站域继电保护装置主要是通过微电脑控制处理器进行多方位输出和输入。其电源供电模式为直流系统供电，如电池储能系统等。另外，智能电站站域保护装置一般会集成多个断电保护措施功能。如在母线和变压器的电流以及母线采样时间同步，因此其信息输出首先会经过４８５协议口，然后按照ＧＯＯＳＥ报文的形式将信号传送至微电脑智能控制器。智能电站的站域继电保护原理是先对故障进行判断，然后输出相应的处理信号，如护启动或者跳合闸等信号。
由于各变电站的电压等级不一样，如１１０ｋＶ和２２０ｋＶ等，这些站域的继电保护在接入电网时会进行层级分化，其目的是通过网络化进行管理。站域继电保护可以算作是间隔层的设备，但由于其具有站域设备分层控制的作用，因此，在信号
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技术与市场技术应用２０２１年第２８卷第１期
处理上会按照不同的模块进行分类，其控制总线也会按照间隔层的形式进行接入，每个间隔层在控制
上都会各司其职，互不影响。
网跳是智能变电站站域继电保护的主要方式，按照其逻辑控制原理，主要有控制信号的输出和输入，另外再加上跳闸信号在智能终端上的信息反馈等方式，和传统的继电保护方式不同，并不是测控装置。
由于智能变电站站内的所有信息都能快速方便地获取，站域保护可以收到所需要的每一个间隔的电流电压、开关刀闸位置等信息。这使得站域保护的原理及算法更加灵活，它对已有的后备保护进行了补充和完善，同时可以对并联抗器线路故障进行处理，极大地提高了保护系统的可靠性。
由于可以快速方便地获得智能变电站中的所有信息，因此站域继电保护可以接收诸如所有间隔分层中电流和电压以及开关位置之间的传输信息，这对传统的后备保护的缺点进行了修正，提高了并联电抗器的线路故障处理效率。
３．３ 通信方式
智能变电站站域继电保护在通信交互上主要由间隔层间进行信号传输，然后将传输的信号处理后通过间隔层进行信息交互分类，每个间隔层类似于分控器，将信息进行处理后通过分控器进行输送和交互。目前我国已经研发出新一代智能变电站，其控制方式更加先进，直接由站域保护控制系统通过网
络端口进行接入，具有远程控制信号的功能，这样可以在很大程度上节省人力，处理故障的效率得到很大提高。另外，新一代的智能控制系统，其所采用的交换机数量也大大减少。
ＩＣＥ６１８５０通信协议在电力系统自动化领域全球通用，该标准对以太网通信帧格式有详细的规定，另外，该标准对各间隔合并单元的传送的数据也进行描述，每个输出报文必须由电压和电流值２个信号组成，这样可以计算出每个间隔单元中的数据，例如ＳＶ报文以５．６８３Ｍｂｉｔ／ｓ的速度进行数据传输，而ＧＯＯＳＥ报文的带宽很小，所以其数据传输数据大小应低于１００Ｍ，因此，可以采用１００Ｍ光口交换机。
智能电网站域保护配置方案
茶子粉４．１ 线路保护配置方案
为站点中的出局线路配置线路主保护，并根据系统操作模式在必要时配置相应的主保护。根据国家电网有限公司智能变电站的相关技术规范，线路保护所需的合并单元和智能终端均统一配置。通过“点对点”布线和“直接拾取和跳跃”模式在现场配置保护，以实现保护。保护测控装置直接连接到合并单元和智能终端，以获取电压和电流的实时监控数据；保护插座直接与智能终端相连，实现跳闸功能。电流和电压采样信号由合并单元调制，然后上传到保护设备和ＳＶ网络。采样信号调制过程在此间隔内在合并单元中完成，这减少了保护单元的信息处理工作量，同时避免了由网络延迟引起的错误。受ＰＴ
合并单元出口数量的限制，当线路保护间隔较大时，可以通过ＳＶ网络获得相关的母线电压信号。尽管此方法略有延迟，但其误差仍在可接受的范围内。主保护动作信息和断路器状态信息通过ＧＯＯＳＥ网络上传。
４．２ 主变保护配置方案出生医学证明管理系统
主变压器保护采用集成保护测控装置。变压器保护配置为双套，每个测试合并单元和智能终端应采用双套配置，两组保护接线和工作原理相同。主变压器保护采用“直接采掘，直接跳跃”的方法，该保护装置通过光纤通道与高压侧、中压侧、低压侧合并单元和智能终端相连，以确保主变压器保护采样和快速跳闸要求的同步。
与线路保护类似，各侧合并单元将采集到的总开关电流信息直接传输至变压器保护测控装置，实现了电流信息的直接采集。合并单元同时将信号传输到ＳＶ网络，以进行备份保护。变压器保护装置的保护插座与三侧接收主智能单元和母联开关智能单元相连，实现直接跳闸。智能终端和保护设备同时连接到ＧＯＯＳＥ网络，并上传相关的行程说明和行程信息。保护变压器主体所需要的信号通过电缆收集到非电气保护装置，并通过主体的智能终端实现局部跳闸。非电保护配有现场保护智能终端，通过电缆收集非电保护动作信息、变压器档位信息、接地开关控制信息等，并将数据进行处理后上传到高压ＧＯＯＳＥ网络。流量测量装置
结语
智能电网的站点域实现了整个站点的数据和信息共享，为继电保护装置的配置提供了新的数据平台，可以实现故障状态下故障的快速排除。利用智能变电站数据网的先进技术，可以实现站域的全球化备份保护，解决传统备份协调难，故障排除速度慢的弊端。因此，在新一代智能变电站中配置站域保护可以提高整个站域继电保护系统的可靠性、灵敏度和选择性，确保电网的安全、稳定。
参考文献：
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无线图像传输［２］ 刘海峰．智能变电站集中式站域保护系统的可靠性分析［Ｊ］．电力自动化设备，２０１６（３６）：１５７－１６４．
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