继电保护在智能变电站中的应用探讨
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摘要：继电保护装置是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置，是电力系统不可缺少的重要组成部分。当前，数字化保护在硬件结构和实现方式上都随着IEC61850标准的实施和数字化变电站技术的推广而产生了明显的改变，这同样也将新的课题带给了传统的继电保护测试技术。基于IEC61850标准研制的测试平台可以对数字化继电保护装置实施实时闭环测试。通过建立模型和精密计算，按照IEC61850标准将计算出来的数据输出到数字保护装置，就能够进行性能的测试了。
中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：
继电保护装置是整个电力系统的基础，其工作的基本原理是通过装置反映电力系统元件的不正常和故障信号，动作于发信号和跳闸，能迅速、正确地隔离电力系统发生的各种故障，避免大面积地区的停电事故，以确保电力系统安全、稳定运行。变电站自动化技术随着智能电器设备发展和IEC61850规约的推广而进入了新的数字化阶段。智能变电站的保护设备的测试项目、方法、手段等在传统的基础上做了很大的变化。由于传统的继电保护装置和符合IEC61850标准的智能保护装置在结构上有很大的差别，所以传统的测试技术就不再适用于智能变电装置的测试了。下面笔者就与大家共同探讨一下继电保护在智能变电站中的应用。
一、继电器保护装置的基本要求
智能变电站的主要作用是变换和分配电能，是电厂和用电户的中间环节，其地位在整个电网中非常重要。所以变电站能否正常工作决定了电网的稳定。变电站中的继电保护装置在变电站的运行中是不可代替的，它可以在事故发生时缩小事故的范围，在最大程度上保证向用户安全连续的供电。在发生故障时，继电保护装置能够准确、迅速地隔离、切除内部故障，以保障其他部分的正常运行。而且继电保护装置能够在事故发生时发出警报，以便维护人员尽快地发现、解决故障。根据继电保护装置在智能变电站的工作原理，对继电保护装置的要求有以下几点：
1、要求上、下级电网（包括同级）的继电保护装置之间要根据逐级配合的原则来进行整定。通过这样分级式的设定，在有故障发生时可以根据故障发生的部分来进行切除，以保证其他正常部分的供电正常进行。比如说，当变电站的某个设备或线路出现问题，就可以先由出现问题的部分来进行保护性的切除，若故障点的保护装置出现问题的时候则由相邻的保护装置来切除故障。
2、继电保护装置对动作的时间也有很高的要求。当故障发生时，在短时间内就有可能从很小的一小部分扩散到很大的范围，造成很大的影响。这时就需要继电保护装置在很短的时间内就对故障做出快速的反应了。迅速的切除故障部分，缩小故障的影响，确保系统的稳定性。
3、继电保护装置在工作时必须具备很高的稳定性，要足够的可靠。试想，在发生故障的时候继电保护装置却没有发生反应，那么继电保护装置就成了摆设，故障带来的损失就会不可计量；而当变电站在正常工作的时候，继电保护装置却产生了反应，同样也会给人们带来损失。所以，为了保证装置的稳定性，在选择继电保护装置时一定要选用可靠的、原理简单、维护方便的。
二、继电保护装置的主要作用
继电保护装置在智能变电站中的作用是不可替代的。它的主要任务有以下几个：
1、继电保护装备能够对变电站的异常情况做出反应。一方面，继电保护装备能够自动的进行调整，将异常情况给切断；另一方面，能够维护其他正常的部分继续稳定的工作。并能够在设备出现问题的时候及时地提醒值班人员迅速采取措施来保障电器设备的正常工作。
2、继电保护装置能够监视变电站的运行情况，能够最大程度上地减少因为故障而给变电站和线路产生的损失。
3、继电保护装置能够实现电力系统的自动化和远程操作。
三、常用的智能变电站继电保护装置
1、电压保护。电压保护主要分为过/欠电压保护和零序电压保护。电压保护主要是防治一些特殊情况，像雷击、操作过电压等情况导致电压的突然升高，或者突然降低而导致电气设备受到损坏的继电保护装备。而零序电压保护是用来防御变压器的相绝缘受损而发生单相接地故障的。在单相接地故障时，接地零序电流会流入电流继电器，一旦达到整定值，继电器就会发出信号。
2、电流保护。电流保护主要分为电流速断保护、过电流保护、定时限过电流保护和无时限电流速断保护。电流速断保护在理论上是在零秒及以下时限来切除故障的。为使上、下级过电流保护具有选择性，一般会在时限上设定相应的级差。定时限过电流保护的动作是恒定的，与短路电流的大小是无关的。无时限电流速断保护只能够保护一部分的线路而无法保护整条线路，并且，其保护的最小范围要不小于线路全长的15%。
3、变压器保护。变压器保护为差动保护。差动保护是根据在故障中被保护的电器设备中产生电流差而动作的继电保护装置。差动保护在保护区内发生故障时，可以忽略动作发生的时间，能认定为瞬时动作。因为在保护区外不会产生动作，所以可以不用理会其与保护区外相邻元件在时限上的配合。
4、电容器保护。电容器保护的主要作用是防治电容器本身发生故障及可能出现的短路问题。因此一般在电容器上要配置带有时限的速断保护和带外熔丝保护。也可以在容量较大的电容组上加装零序保护或者差动保护。
四、继电保护装置未来的发展应用趋势
1、网络化。虽然受到数据通信手段的限制，很多继电保护装置只能对安装处的电气设备进行保护。但是继电保护设备除了切除部分的故障，还要保障整个电力网络的稳定运行，所以需要各个部分的紧密配合，从而形成了网络。通过网络的协调配置，各个单元和重合闸装置在分析运行和故障信息数据时协调动作，保证电网的安全稳定。
2、多功能化。集保护、监控、数据通信为一体的继电保护装置可以说是一台多功能的计算机。它可以从电力系统中获取故障信息，又可以将被保护的信息和数据传至电力网。所以说，未来的继电保护装置在正常情况下是可以完成监控、数据通信等功能的。
3、智能化。随着其他人工智能技术在电力系统中的研究的开展，继电保护领域相应的研究也在不断的进行中，未来继电保护装置很大可能将会实现智能化。
总之，继电保护系统是智能变电站中必不可少的。它是保证电网安全运行、保护电气设备的主要装置。是电力系统不可缺少的重要组成部分。电力保护系统是通过装置反映电力系统元件的不正常和故障信号，动作于发信号和跳闸，能迅速、正确地隔离电力系统发生的各种故障，避免大面积地区的停电事故，以确保电力系统安全、稳定运行。它是通过缩小事故范围或预防事故来最大限度的保证用户安全用电的。继电保护装置是变电站安全稳定、节能经济运行的重要保证条件，其不稳定所造成的损失是不可估量的，所以保证其稳定地运行是减少损失必须的条件。因此，我们应从技术、管理等方面，尽量减少或避免继电保护装置隐含故障的发生，确保变电站的安全稳定性。随着继电保护在硬件与软件设施上的不断发展，以前系统功能上比较单纯隔离、切除等故障有了很大的改变。新的继电保护的动作速度越来越快、集成化程度越来越高、自动化程度越来越强、保护之间的联系也越来越紧密，相应能够实现的功能也越来越多。因此，继电保护工作者要继续在实践工作中不断的探索新的知识，不断的总结积累经验，推进继电保护系统的更安全稳定的发展。
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