1 引 言

隨著社會的快速發(fā)展以及技術(shù)水平的提升，信息化、智能化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。 對于變電站來說，隨著智能化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從常規(guī)的變電站轉(zhuǎn)變成為了智能變電站。 而繼電保護(hù)是智能變電站系統(tǒng)中*為重要的組成部分之一， 對于確保整個電力系統(tǒng)安全運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用。 相對于常規(guī)變電站來說，智能變電站在軟硬件方面都有了很大的改變，所以繼電保護(hù)方面也存在著很大的差異， 需要通過更加自動化的措施來確保其正常運(yùn)行。 所以為了能夠有效適應(yīng)新技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用， 對于智能變電站繼電保護(hù)和自動化技術(shù)進(jìn)行研究具有非?，F(xiàn)實的意義。

2 智能變電站相關(guān)概述

2.1 智能變電站的架構(gòu)體系

相對于傳統(tǒng)變電站來說， 智能變電站在架構(gòu)體系方面發(fā)生了較大的變化。 智能變電站采取的不再是常規(guī)站間隔和主控設(shè)備的方式，具體的邏輯架構(gòu)采取的是三層兩網(wǎng)絡(luò)的方式，分別為：過程層、間隔層、站控層、過程層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)等。

其具體的架構(gòu)體系如圖 1 所示。

2.2 智能變電站所具有的優(yōu)勢

（1）智能變電站可以實現(xiàn)比較好的低碳環(huán)保效果。 智能變電站建設(shè)中更多采用的是光纖電纜而非傳統(tǒng)的電纜接線，同時會使用非常多的集成度高、耗能低的電子器件。 另外，采用電子互感器來代替普通的充油式互感器， 這樣不但能夠有效降低建設(shè)成本，同時也能夠降低能源消耗，使得智能變電站實現(xiàn)比較好的低碳環(huán)保效果[1]。

（2）智能變電站可以實現(xiàn)比較好的交互性。 智能變電站在對相應(yīng)信息進(jìn)行采集和分析后， 不但能夠使得這些信息進(jìn)行內(nèi)部共享， 同時也能實現(xiàn)信息和網(wǎng)內(nèi)更加**和更加復(fù)雜系統(tǒng)間的有效互動， 通過智能電網(wǎng)之間的互動使得電網(wǎng)更加安全可靠的運(yùn)行。

（3）智能變電站具有非常高的可靠性。 電力用戶對于電能*主要的要求就是保證其可靠性， 而智能變電站就具有非常高的可靠性， 能夠在滿足客戶基本要求的同時實現(xiàn)電網(wǎng)的高質(zhì)量運(yùn)行。 另外，智能變電站具有管理以及故障檢測方面的功能，這樣就可以有效避免故障的產(chǎn)生，確保變電站處在良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3 智能變電站繼電保護(hù)及自動化

3.1 智能變電站繼電保護(hù)分析

從智能變電站繼電保護(hù)的情況來看， 站控層和過程層網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定程度以及所具有的實效性起著*為重要的作用， 其中站控層網(wǎng)絡(luò)主要對整定值以及文件實施傳輸，并且需要修改、錄播以及召喚相應(yīng)文件；過程層網(wǎng)絡(luò)主要對采樣值、開關(guān)運(yùn)行情況、跳閘信號等信息進(jìn)行傳輸。 智能變電站在運(yùn)行過程中，尤其是在進(jìn)行繼電保護(hù)采樣值或者命令信號進(jìn)行傳輸過程中，大都會通過以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的方式進(jìn)行，所以對于智能變電站繼電保護(hù)來說*為重要的就是過程層網(wǎng)絡(luò)。 因此，一定要對其進(jìn)行合理的規(guī)劃和調(diào)度， 從而保證智能變電站繼電保護(hù)的正常運(yùn)行。

過程層繼電保護(hù)主要配置快速跳閘的主保護(hù)功能， 例如線路縱聯(lián)保護(hù)、變壓器差動保護(hù)、母線差動保護(hù)等等，而將后備保護(hù)功能轉(zhuǎn)移到變電站層的集中式保護(hù)裝置當(dāng)中。 此種配置方式能夠簡化過程層的保護(hù)設(shè)計， 對于主保護(hù)功能進(jìn)行主要設(shè)置，而后備保護(hù)簡化配置即可，這樣就能夠?qū)τ布O(shè)計進(jìn)行簡化。 同時，主保護(hù)的定值整定較為固定，并不會隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)變而改變。 但是受到保護(hù)獨立方面的制約，在對繼電保護(hù)功能和一次設(shè)備進(jìn)行集成之后， 如果需要同時進(jìn)行線路保護(hù)以及母線保護(hù)，那么需要將硬件進(jìn)行單獨設(shè)置，可以設(shè)計成為獨立的功能模件形式[2]。

（1）線路保護(hù)。 線路保護(hù)直接采樣、直接跳斷路器；通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)重新實現(xiàn)斷路器失靈以及重合閘等方面的功能；對于線路間隔內(nèi)保護(hù)測控裝置來說，不但要和 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的交換， 同時也可通過點對點連接以及傳輸方式直接連接合并單元以及智能終端； 對于保護(hù)測控裝置和合并單元的連接以及數(shù)據(jù)傳輸來說，不需要利用 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)崿F(xiàn)直接的采樣， 同時保護(hù)測控裝置和智能終端的連接也可以不同 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)崿F(xiàn)直接跳閘的功能；設(shè)置在線路以及母線之上的電子式互感器在得到電流電壓信號之后， 首先要接入到合并單元， 完成數(shù)據(jù)的打包之后可以通過光纖傳輸?shù)?SV 網(wǎng)絡(luò)以及保護(hù)測控裝置當(dāng)中；可以通過 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞綄⒖玳g隔信息接入到保護(hù)測控裝置。

（2）變壓器的保護(hù)。 智能變壓器保護(hù)裝置的過程層主要采用的是分布式配置，可以實現(xiàn)差動保護(hù)的功能，而后備的保護(hù)可以采取集中式的安裝方式。 于非電量保護(hù)來說，可以進(jìn)行單獨的安裝，利用電纜等直接引入斷路器跳閘，并且可以利用光纜將跳閘命令引入到采樣和 GOOSE 的共同網(wǎng)絡(luò)之上[3]。

（3）母聯(lián)（分段）的保護(hù)。 分段保護(hù)的實施方案和線路保護(hù)的方案類似，但是具有更加簡單的結(jié)構(gòu)。 將分段保護(hù)裝置和合并單元以及智能終端進(jìn)行連接就能夠分別實現(xiàn)直接采樣 （不利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)）以及直接跳閘的功能。 另外，相應(yīng)設(shè)備（例如合并 單 元、 保 護(hù) 裝 置、 智 能 終 端 等） 都可以利用相對獨立的GOOSE 網(wǎng)絡(luò)以及 SV 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信號的跨間隔傳輸。

3.2 智能變電站繼電保護(hù)的自動化檢測分析

（1）智能變電站繼電保護(hù)自動化檢測系統(tǒng)主要有“控制管理機(jī)”以及“檢測執(zhí)行裝置”兩部分：控制管理機(jī)主要包括幾個模塊，分別為：計劃制定模塊、過程監(jiān)視模塊、報告生成模塊以及存儲模塊等等，這些模塊可以實現(xiàn)如下幾方面功能，分別為：設(shè)定檢測任務(wù)并將其分配到檢測執(zhí)行裝置、對于繼電保護(hù)測試儀的輸出情況進(jìn)行控制、對于檢測的過程進(jìn)行監(jiān)視、 對于檢測執(zhí)行裝置所得結(jié)果實施接收和存儲，并且按照所得結(jié)果自動形成檢測報告等等；檢測執(zhí)行裝置主要包括如下幾部分，分別為：時鐘模塊、電源模塊、CPU、FPGA、**以太網(wǎng)接口、**以太網(wǎng)接口、光以太網(wǎng)接口、光串口以及光 B 碼對時接口等等。其中時鐘模塊連 接 CPU 以 及 FPGA，而 CPU 和**以太網(wǎng)接口、第 二 以 太網(wǎng)接口進(jìn)行依次連接，F(xiàn)PGA 連接光以太網(wǎng)接口、 光串口以及光 B 碼對時接口。 其中**以太網(wǎng)接口、光以太網(wǎng)接口、光串口以及光 B 碼對時接口都屬于檢測執(zhí)行裝置， 這些部分都會和繼電保護(hù)測試儀的端口進(jìn)行連接， 而**以太網(wǎng)接口也作為檢測執(zhí)行裝置和控制管理機(jī)連接端口以及控制管理機(jī)的以太網(wǎng)接口進(jìn)行連接。

（2）智能變電站繼電保護(hù)自動化檢測流程。 智能變電站繼電保護(hù)自動化檢測方式可以分成“自動檢測模式”以及“手動檢測模式”兩種方式，其檢測流程分別為：自動檢測模式的流程：制定出相應(yīng)的檢測任務(wù)，并且選擇出對應(yīng)的檢測項目形成檢測任務(wù)列表； 控制管理機(jī)對于相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)用，主要有：動態(tài)鏈接庫內(nèi)的控制接口函數(shù)、和檢測項目對應(yīng)的預(yù)先統(tǒng)一定義的 XML 格式參數(shù)文件等等，從而實現(xiàn)對繼電保護(hù)測試儀的輸出控制； 檢測執(zhí)行裝置會接收繼電保護(hù)測試儀輸出的全部報文； 檢測執(zhí)行裝置會對接收到的報文進(jìn)行相應(yīng)的分析、處理，從而得到相應(yīng)的檢測結(jié)果，同時將所得結(jié)果發(fā)送到控制管理機(jī)當(dāng)中； 對于檢測任務(wù)列表進(jìn)行檢查，明確是否存在沒有完成的檢測項目。 若是存在就需要進(jìn)行重復(fù)檢測，若是不存在就進(jìn)行以下步驟；控制管理機(jī)對于檢

測結(jié)果進(jìn)行存儲，同時形成完整的檢測報告[4]。

手動檢測模式的流程：制定檢測任務(wù)并確定相應(yīng)的檢測項目； 選定一項檢測項目并且手動配置和選定檢測項目相應(yīng)的XML 格式參數(shù)文件； 通過手動的方式控制繼電保護(hù)測試儀，要根據(jù)相應(yīng)的 XML 格式參數(shù)文件參數(shù)實施輸出； 檢測執(zhí)行裝置接收繼電保護(hù)測試儀所輸出的相應(yīng)報文，同時對其進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，獲得對應(yīng)的檢測結(jié)果，并且將所得檢測結(jié)果傳送到控制管理機(jī)；確定檢測是否完成，若是沒有完成就要重復(fù)上述步驟進(jìn)行檢測。 若是已經(jīng)結(jié)束就可以進(jìn)行下述步驟；控制管理機(jī)對于檢測結(jié)果進(jìn)行存儲，同時形成完整的檢測報告。

4 結(jié)束語

本文主要闡述了智能變電站繼電保護(hù)和自動化方面的內(nèi)容， 通過本文的介紹能夠?qū)ξ覈娏π袠I(yè)的進(jìn)一步發(fā)展起到參考和幫助。