1 引 言

隨著社會(huì)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(duì)于變電站來(lái)說(shuō)，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(duì)于確保整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用。 相對(duì)于常規(guī)變電站來(lái)說(shuō)，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(guò)更加自動(dòng)化的措施來(lái)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(duì)于智能變電站繼電保護(hù)和自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究具有非?，F(xiàn)實(shí)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(duì)于傳統(tǒng)變電站來(lái)說(shuō)， 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(guò)程層、間隔層、站控層、過(guò)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(shì)

（1）智能變電站可以實(shí)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(shí)會(huì)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(lái)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(shí)也能夠降低能源消耗，使得智能變電站實(shí)現(xiàn)比較好的低碳環(huán)保效果[1]。

（2）智能變電站可以實(shí)現(xiàn)比較好的交互性。 智能變電站在對(duì)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(shí)也能實(shí)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(dòng)， 通過(guò)智能電網(wǎng)之間的互動(dòng)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(duì)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(shí)實(shí)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(cè)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(dòng)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(lái)看， 站控層和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定程度以及所具有的實(shí)效性起著*為重要的作用， 其中站控層網(wǎng)絡(luò)主要對(duì)整定值以及文件實(shí)施傳輸，并且需要修改、錄播以及召喚相應(yīng)文件；過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)主要對(duì)采樣值、開(kāi)關(guān)運(yùn)行情況、跳閘信號(hào)等信息進(jìn)行傳輸。 智能變電站在運(yùn)行過(guò)程中，尤其是在進(jìn)行繼電保護(hù)采樣值或者命令信號(hào)進(jìn)行傳輸過(guò)程中，大都會(huì)通過(guò)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的方式進(jìn)行，所以對(duì)于智能變電站繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)*為重要的就是過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。 因此，一定要對(duì)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(guò)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(dòng)保護(hù)、母線差動(dòng)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(jiǎn)化過(guò)程層的保護(hù)設(shè)計(jì)， 對(duì)于主保護(hù)功能進(jìn)行主要設(shè)置，而后備保護(hù)簡(jiǎn)化配置即可，這樣就能夠?qū)τ布O(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)化。 同時(shí)，主保護(hù)的定值整定較為固定，并不會(huì)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(dú)立方面的制約，在對(duì)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(shí)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(dú)設(shè)置，可以設(shè)計(jì)成為獨(dú)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(guò)GOOSE 網(wǎng)絡(luò)重新實(shí)現(xiàn)斷路器失靈以及重合閘等方面的功能；對(duì)于線路間隔內(nèi)保護(hù)測(cè)控裝置來(lái)說(shuō)，不但要和 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交換， 同時(shí)也可通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接以及傳輸方式直接連接合并單元以及智能終端； 對(duì)于保護(hù)測(cè)控裝置和合并單元的連接以及數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō)，不需要利用 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)崿F(xiàn)直接的采樣， 同時(shí)保護(hù)測(cè)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(hào)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(guò)光纖傳輸?shù)?SV 網(wǎng)絡(luò)以及保護(hù)測(cè)控裝置當(dāng)中；可以通過(guò) GOOSE 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞綄⒖玳g隔信息接入到保護(hù)測(cè)控裝置。

（2）變壓器的保護(hù)。 智能變壓器保護(hù)裝置的過(guò)程層主要采用的是分布式配置，可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)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(lái)說(shuō)，可以進(jìn)行單獨(dú)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(shí)施方案和線路保護(hù)的方案類似，但是具有更加簡(jiǎn)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(shí)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(duì)獨(dú)立的GOOSE 網(wǎng)絡(luò)以及 SV 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的跨間隔傳輸。

3.2 智能變電站繼電保護(hù)的自動(dòng)化檢測(cè)分析

（1）智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)主要有“控制管理機(jī)”以及“檢測(cè)執(zhí)行裝置”兩部分：控制管理機(jī)主要包括幾個(gè)模塊，分別為：計(jì)劃制定模塊、過(guò)程監(jiān)視模塊、報(bào)告生成模塊以及存儲(chǔ)模塊等等，這些模塊可以實(shí)現(xiàn)如下幾方面功能，分別為：設(shè)定檢測(cè)任務(wù)并將其分配到檢測(cè)執(zhí)行裝置、對(duì)于繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出情況進(jìn)行控制、對(duì)于檢測(cè)的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、 對(duì)于檢測(cè)執(zhí)行裝置所得結(jié)果實(shí)施接收和存儲(chǔ)，并且按照所得結(jié)果自動(dòng)形成檢測(cè)報(bào)告等等；檢測(cè)執(zhí)行裝置主要包括如下幾部分，分別為：時(shí)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(duì)時(shí)接口等等。其中時(shí)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(duì)時(shí)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(duì)時(shí)接口都屬于檢測(cè)執(zhí)行裝置， 這些部分都會(huì)和繼電保護(hù)測(cè)試儀的端口進(jìn)行連接， 而**以太網(wǎng)接口也作為檢測(cè)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(dòng)化檢測(cè)流程。 智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化檢測(cè)方式可以分成“自動(dòng)檢測(cè)模式”以及“手動(dòng)檢測(cè)模式”兩種方式，其檢測(cè)流程分別為：自動(dòng)檢測(cè)模式的流程：制定出相應(yīng)的檢測(cè)任務(wù)，并且選擇出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目形成檢測(cè)任務(wù)列表； 控制管理機(jī)對(duì)于相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)用，主要有：動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)內(nèi)的控制接口函數(shù)、和檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出控制； 檢測(cè)執(zhí)行裝置會(huì)接收繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的全部報(bào)文； 檢測(cè)執(zhí)行裝置會(huì)對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的分析、處理，從而得到相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)將所得結(jié)果發(fā)送到控制管理機(jī)當(dāng)中； 對(duì)于檢測(cè)任務(wù)列表進(jìn)行檢查，明確是否存在沒(méi)有完成的檢測(cè)項(xiàng)目。 若是存在就需要進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，若是不存在就進(jìn)行以下步驟；控制管理機(jī)對(duì)于檢

測(cè)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)形成完整的檢測(cè)報(bào)告[4]。

手動(dòng)檢測(cè)模式的流程：制定檢測(cè)任務(wù)并確定相應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目； 選定一項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目并且手動(dòng)配置和選定檢測(cè)項(xiàng)目相應(yīng)的XML 格式參數(shù)文件； 通過(guò)手動(dòng)的方式控制繼電保護(hù)測(cè)試儀，要根據(jù)相應(yīng)的 XML 格式參數(shù)文件參數(shù)實(shí)施輸出； 檢測(cè)執(zhí)行裝置接收繼電保護(hù)測(cè)試儀所輸出的相應(yīng)報(bào)文，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，獲得對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，并且將所得檢測(cè)結(jié)果傳送到控制管理機(jī)；確定檢測(cè)是否完成，若是沒(méi)有完成就要重復(fù)上述步驟進(jìn)行檢測(cè)。 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(duì)于檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)形成完整的檢測(cè)報(bào)告。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要闡述了智能變電站繼電保護(hù)和自動(dòng)化方面的內(nèi)容， 通過(guò)本文的介紹能夠?qū)ξ覈?guó)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展起到參考和幫助。