智能变电站继电保护配置的展望和探讨
浅谈变电站继电保护配置
任 王 杰
（ 运 城 供 电公 司 山西 ・ 运城
摘 要
０ ４ ４ ０ ０ ０ ）
本 文 首 先 介 绍 了智 能 变 电站 的继 电保 护 配 置 的构 造设 计 ， 并 对智 能 变 电站 的运 行 情 况 进行 探 讨 ， 对智能变电
站 继 电保 护 的 主要 内容 进 行 研 究 ， 分 析 智 能 变 电站 继 电保 护 配置 实 施 的保 护 。 关键 词 变 电 继 电保 护 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ７ ７ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 压 器故 障 计算 新 原 理 仍 是 保 护研 究 的重 心 。 ３ ． １ ． ２线路 保 护 在远距离保护 下， 交流线路易受到高电阻接地影响 ， 回避 负荷能力差， 在系统震荡时发生短路， 同时在同杆架设双回线 中， 因为电气量 范围限制 、 零序互感和跨线故障等原因， 交流 线路故障测距误差 大甚至是选相失败 ； 在直流线路中， 主保护 行波保护仍受行波信号不确定影响线路端 口非线性元件的采 样率、 过度 电阻、 动 态 时 延 的 限制 。 ３ ． ２智 能继 电保 护 配 置 的 广 域保 护 ３ ． ２ ． １ 广域 电网保 护的 内涵 广域保护融汇 电力系统多点、 多角度信息 ， 运用微型处理 器对信息进行精确判断分析 ， 对 故障做出快速 、 可靠和精确 的 隔 离 或 切 除 保 护 。 同 时广 域 保 护 还 具 有 自愈 能力 ，能分 析 判 断 切 除 障 碍对 整 个 电 路 系统 安全 稳 定 运 行 的影 响，并采 取 相 应的控制措施，这样 同时具有继 电保护和 实现 自动控制功能 的 系 统 叫 做广 域 保 护 。 ３ ． ２ ： ２广域 电网保 护的特 点 实时可靠地采集 电力系统多点信息。 全球定位系统技术 、 数 字 化信 息技 术 的 发展 ，为 电力 系 统 的广 域 测试 提 供 技 术 支 持，基于相量测试单元的广域测试系 统为 电力系统实现实时 可 靠 测试 提 供 了可 能 ， 满 足 智 能 电网 大空 间和 同 时间 要 求 。 支 持多种电源接入 电网，广域保护将电力系统看做一个统一的 整体， 可 以实 时保 护 接 入 的多 种 电源 ， 并依 据 程 序 准确 判 断 调 整 以 期适 应 多 电源 接 入 电 网 。 ４智 能继 电保 护 配 置 的 主 要方 式 （ １ ） 广 域 电 网保 护 ， 可 以保 护 包 括 中心 站 在 内的十 几 家 变 电站 。 中心 站 利 用 决 策 主 机 收 集 所 包 含 的所 有厂 站 信 息 ，以 其保护的单位元件 为主要保护对象，通过分析判断所收集到
智能变电站的继电保护配置探讨
继电保护 发展 既带来 了机遇 ，也带来 了 挑战 ，在智能变 电站继 电保护中 ，充分 利用智能变电站的新技术 ，将 最新 技术 和最新技术引入到到继 电保护系统中 ， 并且重新审视继电保护 的原理和配置 ， 不仅能够保证继电保护不受系统 的影 响， 并且还能够快速切 除故 障，解决后备保 护容易受到系统运行 的影响 以及动作时 间长等问题 。 随着科学技术的快速发展 ， 我国电力企业 的发展 ，智能变 电站的投 入应用 ，对智能继 电保护系统进一步提 高了，将使继电保 护系统在智能变 电站 图 ２所示 。 中发挥最大的作用。 ４ ． ３ 线路保护 参 考文 献 在 电力 系统 中 的线 路 保 护 配置 主要 ［ １ 】 周伟，柯方超 ． ２ ２ ０ ｋ Ｖ智能变电站与常 是 以纵联差动作 为主保护系统 ，后备保 规 变 电站 继电保 护调 试研 究与分 析 ［ １ １ ｌ 湖 护装置主要是集 中式保护装置 中。对于 北 电 力 ，２ ０ １ ２ ，３ ６（ ０ ５ ）：６ ８ ９ — ６ ９ ０ ． 单断路器方式的主接线 以及线路保 护装 ［ ２ 】 宋康 ，袁珂俊 ，任振 兴，等，数字化 置通过主保护系统的对侧线路保护和光 智能 变电站 远 动双 测控 实现 方 法 ［ Ｉ ］ ． 电力 纤通信 口保护装置通信 ，以能够达到实 自动化设 备 ，２ ０ １ ２ ，３ ２（ Ｏ ７ ）：４ ８ １ － ４ ８ ２ ． 现 纵联 保护 的作 用 （ 图 ３） 。 【 ３ 】 朱炳铨 ，王松 ，李慧，等，基 于 Ｉ Ｅ Ｃ
问题
（ ３ ）自适应 去 调整 保护 定值 和 保护 范 围 ，避 免变 电站 直 流 系 统 接 地 引 发继
图 ４
电保护错误跳闸。传统 中保护定值由运 行人员切换定 区域 ，智能边站可以根据 实际运行情况调整保护定值 ，也可以 由 人工来进行定值调整，实际运行情况的 考虑涉及到线路保护 ， 旁路运行方式等。 站 内 继 电保 护 的测 试 涉及 到光 纤 以太 网 性能测试 ，跨间隔数据同步测试 等。由 于继电保 护装置 的介质是光纤，采用 的 是光数字电压 和电流信号的输入方式 ， 所以跨间隔数据同步陛测试十分必要。 ３ 智能变电站继电保护的问题 （ １ ） 智 能变 电站 中的 主要保 护 是 电 流速断保护，电流速断保护是在最大运 行 方 式 情 况 下利 用 系统 线 路 的末 端 三相 短 路 电流 来 进 行 整 理规 定 的 ，但 是 由 于 其灵敏度大于 １ ． ２ ，因此要把动作电流值 取得 较 小 一 点 ，特 殊 情 况 下 比如 是 在 线 路较 长 ，配 电 变 压 器较 多 时 ，即 系 统 阻 抗 能力 比较 大 的时 候 ，动 作 点 就 要 取 更 小的数值 。如果在 整定 时不考虑给电流 速 断 保 护带 来 的影 响 ，那 么 配 电变 压 器 投入时所产生 的励磁涌流的起始值就会 元 超 过无 时 限速 断 保 护 定 值 ，进 而 造 成 系统故障后恢复送 电时发生开关合上或 运行 过程 中频 繁跳 闸 的情 况 。 （ ２） 随着电力系统的不断发展 ，其 规模的在不断的扩 大，因此智能变 电站 电力系统中的短路 电流也会随着发生变 化 ，如果 变 电 出 口处 或 者 是 配 电 出 口处 发 生 短 路 ，那 么短 路 电流 就 会 变 大 ，甚 至会达到普通额定 电流的几百倍。在正 常情况下 ，短路电流倍数越大 ，那么就 会 造 成 误 差 较 大 的 电 流互 感 器 变 比 ，进 而就可能使灵敏度低的电流速断保护拒 绝操作命令。 （ ３ ）二次 回路问题，继电保护涉及 到 的二 次 回路 数 量 较 多 、接线 复 杂 ，常 常是故 障频发环节。设 备检 验时，通常 会 注重检查设备本体 ，忽视对二次 回路 接线检查 ，所以运行中会 出现二次 回路 接线故 障。 比如开 口三角 Ｎ与 Ｌ 、 切 换时失去了零序 电压 ，造成 回路不畅通 等。 ４智 能变 电站继 电保护配置实施 的 保护 ４ ． １ 电压 限定延 时 的过 电流保 护 在电力 系统 中，由于外部短路 问题
智能变电站的继电保护措施分析
智能变电站的继电保护措施分析智能变电站是指利用先进的信息技术和智能设备来实现对电力系统进行监测、控制和管理的新型电力设施。
相比传统变电站，智能变电站具有更高的安全性、可靠性和智能化程度。
继电保护是智能变电站中的重要组成部分，它起着对电力系统进行监测和保护的重要作用，保障系统的安全和稳定运行。
一、智能变电站继电保护的概念继电保护是指利用电气设备将电流、电压等参数信号转换成对应的继电保护信号，实现对电气设备进行监测和保护的技术手段。
在智能变电站中，继电保护不仅仅是简单的对电力设备进行监测和保护，而是实现了智能化、数字化、网络化等多种技术手段的融合，这使得继电保护系统更加灵活、智能和高效。
1. 智能化：智能变电站继电保护具有自学习、自适应、自调节的功能，能够根据电力系统的运行情况实时调整保护参数和逻辑，提高系统的响应速度和准确性。
2. 高可靠性：智能变电站继电保护系统采用了多重冗余、自动切换和自愈合等技术手段，提高了系统的可靠性和稳定性，确保了电力系统的安全运行。
3. 网络化：智能变电站继电保护系统能够实现与主站系统、远动设备等智能设备的联网通信，实现信息的共享和协同控制，提高了系统的整体运行效率。
4. 多功能化：智能变电站继电保护系统具有不仅仅是对电流、电压等参数进行保护，而且还能实现对故障诊断、设备状态监测、数据采集等多种功能的综合保护。
1. 智能变电站继电保护系统采用了先进的数字信号处理技术，能够实现对电流、电压等信号的高速采集和处理，提高了系统的响应速度和抗干扰能力。
2. 智能变电站继电保护系统采用了多种智能算法，能够实现对电力系统运行状态的在线监测和故障预警，及时发现并处理潜在的故障隐患。
4. 智能变电站继电保护系统采用了先进的人机交互技术，能够实现对继电保护系统的远程操作和监控，提高了系统的运行效率和可靠性。
1. 在未来，智能变电站继电保护系统将会向着更加智能化、自动化、自适应化的方向发展，实现对电力系统更加高效、可靠的保护。
智能变电站继电保护配置的应用与未来前景
智能变电站继电保护配置的应用与未来前景摘要：当前，国家电网将发展目标定位信息化、自动化和互动化，而智能变电站是实现智能电网的前提和基础，只有保障其科学、有效的发展，才能保证整个电网总体目标的实现。
在电力系统中，电力元件不得在无继电保护的状态下运行，而保证电力元件安全运行的基本装备称为变电站继电保护装置。
继电保护配置在整个电力系统中的作用比较大，只有实现其正常运行，才能为电能的正常供给提供保障，减少事故的发生。
本文主要对智能电站做了简单的分析，探讨了智能电站中继电保护及配置的主要标准和要求，并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词：智能变电站;继电保护配置;应用;前景当电力系统的电气元件发生问题的时候，智能变电站的继电保护装置会迅速、及时地发出警报，也可能是发出要求断路器跳闸的指令，目的是阻止问题的延续，由此可见，智能变电站的继电保护装置是具有自动化作用的设备，发挥对电气元件的保护作用。
随着智能变电站继电保护技术的进一步优化，大大降低了设备检修人员的工作强度，提升了电力系统的稳定性和安全性，对完善和强化智能电网的建设和发展起到极大的促进和推动作用。
1 智能变电站继电保护配置的发展情况1.1 在智能变电中，主要采用了较为先进、稳定和环保的设备，在信息化和网络化的支持下，实现资源和信息的共享，能够自动完成对信息的收集、检测、处理等职能。
同时，能够实现对电网的实时监管和控制，根据需要自行调节，及时分析各项决策的合理性，实现各系统协调作业。
智能也就是实现人性化，以智能代替人的行为，对电站的电量进行合理的调整，既保证电能的合理使用，又节省能源。
1.2 当前广东电网智能变电站数目不是很多，尚处于推广时期，但是其主要的特征是可以对电站设备进行可视化的管理，这是一般电站无法实现的。
在智能报警和防误作用的作用下，降低了因为故障而产生的停电时间，同时，延迟了常规设备的使用寿命，减少了占地面积，技术上的优势十分显著。
随着科技在电力系统的广泛应用，智能技术、设备在系统中得到了极大的推广，有效降级了变电站的综合投资，因此，具有较好的发展前景。
智能变电站继电保护配置的应用现状和展望
高低 压 电网及 厂用 电系统 的安全稳定运 行。可 以和其他 保
护 、 自动 化设 备 一起 ，通 过通 信 接 口组成 自动化系 统 。 全 部装 置 均可 组屏 集 中安 装 ，也 可就地 安 装 于高低 压 开
关柜 。
能变 电站 的投 资将和常 规变 电站 的投 资基本 持平 ，具有较
好 的经 济 性 和 推 广 前 景 。
强大 的采集功 能 （ 电流测量 通过保护ｃ Ｔ 实现 ）。变压 器保
护过程 层采用 分布 式配置 ，具有完整 的差动保护功 能，用
智 能变 电站 ，分为过程层 （ 设备层 ）、间隔层 、站控
ｌ 智能变 电站继 电保护配置 的现 状
智能变 电站， 即采用 先进 、可靠、集成和 环保 的智能
设备 ，以全 站信 息数 字 化 、通信 平 台 网络化 、信 息共 享
标 准化为基 本要求 ， 自动完成信 息采集 、测 量、控制 、保
２ 过程层继 电保护
２ ． １ 线 路保 护
线路 保护装 置主要用于 各 电压等级 的间隔单元 的保护 测 控 ，具 备完 善 的保 护 、测 量 、控制 、备用 电源 自投 及 通信 监视功 能，为变 电站、发 电厂 、高低压配 电及厂 用 电 系统 的保护与控 制提供 了完 整的解决方 案，可有力地保 障
２ ． ３ 电抗 器保 护
电抗器 ，别名 电感 器 ，一个 导体通 电时就会在其所 占
据 的一定 空间范 围产 生磁场 ，所 以所 有能载流 的电导体都
９ Biblioteka 有 一般意义上 的感性 。然而通 电长直导体 的 电感较 小，所
浅谈智能变电站继电保护配置
是为 了 防止 大范 围连锁 故障 出现 。 智 能 继 电保 护 的线 路保 护分 为交 流 ３ 智 能继 电保 护配置 的主要 方式 护配 置不 足逐渐 显现 出来 ：传统 继 电保 护 线路保 护和 直流线 路保 护两方 面 ：在远距 根 据保 护范 围不 同 ，智 能 继 电保 护 配置 中 ，不同配 置 间没有统 一协 议 ，只能 离保护 下 ，交 流线路 易受 到高 电阻接 地影 系统 可分为 三种保 护方式 ，即广域 电网保 靠特定 参数 值相 配合 。为 了保 证保 护动 作 响 ，回避 负荷 能力差 ，在 系统震 荡 时发生 护 ，站 域 电网保护 和就地 化 间隔保护 相互
工 业 技 术
浅谈智 能变 电站 继 电保 护配置
马 金 辉
（ 珠 海优特 电力科技股份有 限公 司 ，广 东 珠海 ５ １ ９ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：随着信 息技 术 和 网络 技 术发展 ，智 能 电 网成 为我 国电 网技 术 改革 的重要 方 向。作 为智 能 电网的 第一道 保护 防 线 ， 变 电站 继 电保 护作 用不 可小觑 ，为与 智 能 电力大 环境 相和 谐 ，变电站 继 电保 护配 置也 需进 一 步升 级 为智 能保 护配 置 ．全
短 路 ，同时在 同杆架 设双 回线 中 ，因为 电 气 量范 围限制 、零序 互感 和跨线 故 障等原 因 ，交流 线路 故障测 距误差 大甚 至是选 相 失败 ；在 直流线 路 中 ，主保 护行 波保 护仍 受行 波信 号不 确定影 响线路 端 口非线性 元 件 的采样 率 、 过度 电阻 、 动 态时延 的 限制 。 这些 问题 都需要 进一 步 的研 究和 改善 。 ２ ． ２ 智 能继 电保 护配置 的广域 保护 以数 字 化 信 息 技术 为基 础 ，借 鉴 于 广域 式信 息交互 技术 的广域 电 网保 护 ，在 智能 继 电保 护配 置 中大放光 彩 。广 域 电网 保护 是指在 智能 变 电站 一级 配置数 字化 和 二级 配置 网络化 的前提 下 ，把 整个 电力 网 络看做 一个 整体 ，利用 全球定 位 、网络通 信 、实 施监 测 、分 析判 断等技 术 ，选择最 适 合 的方法 控制或 隔离 发生故 障 的设 备 。 ２ ． ２ ． １ 广域 电网保 护 的 内涵 广 域 保 护 融 汇 电力 系 统 多 点 、多 角 度 信息 ，运用 微型 处理器 对信 息进行 精确 判 断分 析 ，对 故 障做出快 速 、可靠 和精确 的隔离 或切 除保 护 。 同时广域保 护还具 有 自 愈 能力 ，能 分析判 断切 除障 碍对整个 电 路 系统安 全稳定 运行 的影 响 ，并 采取相 应 的控 制措施 ，这 样 同时具有 继 电保护 和实 现 自动控 制功 能的 系统 叫做 广域 保护 。 ２ ． ２ ． ２广域 电网保 护 的特 点
智能变电站继电保护配置的展望和探讨
案对 设备进行 同步采样 。在变压器 的实 践过程 中，为了简
化 设计方 案，一般会采 用乒乓 原理技术 。乒乓 原理技术 主 要是应用 在线路两 端的设备上 ，两端 的保护设备 可 以进行
独立采样 ，并且频 率是相似 的 ，两端 的设备保 护的收发 数
据和信息传输 时间是一样 的，主要包括 以下 内容 ：
护配 置进行展 望和探 讨 。
关键词 ：智 能变 电站 ；继 电保 护 配置； 变压 器保 护
中图分 类号 ：Ｔ Ｍ ７ ７ ４
文献标 识码 ：Ａ １ ３ ）３ ３ － ０ １ ３ ８ — ０ ２
之外 ，受 电气量 范围 以及跨 线故 障等 因素 的影响 ，在双 回 线架设 中，交流 线路的故 障测距误差 较大 ：另一方面 是直 流线路保 护 ，虽 然直流线路 受到主保 护 的行波 保护 ，但 是 仍然受到行波信 号不确 定影响 。
站 的继 电保 护配置 的研 究 ，从过程 层和变 电站层实现继 电 保 护配置的智能化，提高继 电保护配置的保护水平 。
１ 变 电站 的继 电保护配置
智 能变 电站 的继 电保护配置 主要是 由过程层和 变 电站 层 组成 ，过程 层 的主 要 目的 是配 置继 电保 护 中 的一 次设 备 。一次设备 也就是我们通 常说 的智 能设备 ，一般情况下 安装在设备 的 内部 。在 一次设备 的周围一般选 择安装需要
雷 晓 刚
（ 国网四 川蓬安供 电有 限责任 公 司 ，四 川 南充 ６ ３ ７ ８ ０ ０）
摘要 ：我 国 电力供 求 关 系的 逆向分 布状 况导致 电量 需要 采用 远距 离、超 高压 的方 式来输 送 ，传 统 的分段 继 电
智能变电站关键设备及继电保护系统探析
智能变电站关键设备及继电保护系统探析随着社会的迅速发展和电力行业的迅猛发展，智能变电站日益成为电网发展的重要组成部分和未来发展的趋势。
智能变电站是一种全新的电力设备，它采用先进的技术和装置，能够实现对电网的采集、传输和监测，达到远程控制和管理的目的。
智能变电站的出现使得电力行业更加智能化和更具有适应性，同时也为电力发展提供了更好的保障。
现在，让我们来探讨一下智能变电站关键设备及继电保护系统的一些基本知识。
一、智能变电站关键设备1.高压开关柜高压开关柜是智能变电站最常用的关键设备之一，是一个高度自动化的装置，负责控制电力系统中的电源分配和调度，以及保护系统。
高压开关柜的作用是：控制和保护电力系统的传输和分配，将电力送到所需的位置，发挥应急对电力故障实施有效控制，从而保证电力系统的稳定性。
2.电力仪表电力仪表是智能变电站中用来测量电磁量的装置。
电力仪表具有多种功能，可以测量电压、电流、功率等参数，在智能变电站中发挥重要作用，可以检测设备的状况，实现对电力系统的监控，为电力管理提供必要的支持。
3.自动化控制系统自动化控制系统是智能变电站最核心的关键设备之一，可以通过集成控制，实现系统的控制和监测。
自动化控制系统的设计和实现需要综合考虑智能变电站功能需求和系统架构的因素，以确保系统的高效协同、高度稳定和可靠性。
二、继电保护系统继电保护系统是智能变电站中最重要的保护系统之一，用于保护电力系统免受故障的损害。
它是电力系统的智能护卫，具有实时监测、快速响应和有效保护等特点。
继电保护系统的作用是保障电力系统的可靠性和安全性，其设计的基本原则是实时监测和快速响应。
在继电保护系统的设计中，需要考虑几个因素：故障检测速度、保护范围和一致性，以及保护参数的可调性、可靠性和灵活性等。
继电保护系统的检测速度通常是非常快速的，可以在几毫秒内将系统从故障状态中恢复。
保护范围和一致性是指继电保护系统需要监测整个电力系统，并确保其免于故障。
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电力自动化设备Electric Power Automation EquipmentVol．32No．2Feb.2012第32卷第2期2012年2月图1智能变电站继电保护配置图Fig.1Protection configuration of intelligent substation智能一次设备n集中保护／广域保护监控主机／操作员站广域保护接口远动主机网络录波网络远动主机网络录波智能一次设备1智能一次设备2…0引言智能变电站应用逐渐增多，相对于传统变电站，继电保护存在许多新技术应用［1-9］，但是很少有关于保护整体架构方面的研究［10］。
传统变电站保护的整体架构和目前智能变电站所谓三层两网的整体架构是一致的，不可否认这样的配置对于保证变电站的安全稳定运行会起到非常好的作用，也能够保证现有的一次、二次设备的总体连贯性。
和传统变电站相比，智能变电站的采样和跳闸将传统的电缆替换成了光缆，将原来传输的模拟量和开关量电信号替换成了经过数字编码的光信号，采样回路及跳闸回路得到了可靠的实时监视。
保护的配置上也是继承了传统继电保护的特点，对任意元件，配置快速跳闸的主保护+多阶段范围（时限）配合的后备保护。
目前这个阶段的保护配置，导则并没有完全针对智能变电站的一些技术特点做出适应的指导。
本文提出一种智能变电站继电保护配置方案，将变电站设备分为过程层和变电站层2层。
过程层针对一次设备独立配置主保护，下放到一次设备附近，最终和一次设备合为一体，所有保护实现分布式安装，双重化配置；变电站层配置集中式后备保护，全站所有电压等级集中配置，集中式后备保护采用自适应和在线实时整定技术，同时具备广域保护的接口，能够实现广域保护的功能，也是双重化配置。
1智能变电站继电保护配置智能变电站继电保护配置方案中，将变电站设备分成过程层和变电站层2层。
过程层针对一次设备独立配置主保护，这里需要区分2种情况，对于一次设备本身即为智能设备，保护设备安装在智能设备内部；如果属于老的设备改造而成，则将保护、合并器和测控等功能就近安装在一次设备附近的汇控柜中，以利于设备运行和维护的简化。
采样值和GOOSE 均通过全站统一以太网传输，全站统一采用IEEE1588对时，但是分布式保护间的数据同步不依赖于全站统一对时系统。
智能变电站继电保护配置图如图1所示（图中，实线为主保护通信口，虚线为过程以太网口；下同）。
通过这种全站分布式配置方案达到全站保护简化的目的，而且使得保护控制等二次设备和被保护的二次设备距离最短，不会由于跳闸、采样等通信链路不可靠造成保护功能失效。
而且全站网络中的数据量集中在网络录波、监控及测控所需的消耗中。
继电保护功能所带来网络数据消耗变得极小。
2过程层继电保护过程层继电保护主要配置快速跳闸的主保护功能。
如线路纵联保护、变压器差动和母线差动保护，后备保护功能转移到变电站层的集中式保护装置当中。
这样做的好处是过程层的保护设计可以简收稿日期：2011－01－10；修回日期：2011－11－08智能变电站继电保护配置的展望和探讨李锋1，谢俊1，兰金波2，夏玉裕2，钱国明2（1.华中电网有限公司，湖北武汉430077；2.国电南京自动化股份有限公司，江苏南京210032）摘要：智能变电站中的继电保护设备作为智能电网的重要组成部分，在满足“四性”（灵敏性、选择性、速动性、可靠性）的要求下，提出其配置将分为过程层和变电站层2层。
过程层针对一次设备独立配置主保护，下放到一次设备附近，最终和一次设备合为一体，保护的采样各自独立，可不依赖全站统一时钟进行采样同步，利用相对独立的同步数字体系（SDH ）系统通过乒乓算法完成保护间的数据采样同步，元件保护采用分布式配置，可以利用独立的通信环完成数据收发，过程层以太网构成冗余；变电站层配置集中式后备保护，集中式后备保护采用自适应和在线实时整定技术。
关键词：智能电网；变电站；电力系统保护；配置；采样；同步；集中保护中图分类号：TM 774；TM 734文献标识码：A 文章编号：1006－6047（2012）02－0122－05图6母线保护配置图Fig.6Protection configuration of bus智能一次设备智能一次设备智能一次设备智能一次设备化，重点考虑主保护功能，后备保护可以简化配置甚至取消，达到简化装置硬件设计的目的；另外，主保护的定值整定相对固定，不会因为电力系统运行方式的变化而变化。
但是由于受保护独立的限制影响，继电保护功能和一次设备集成后，对于一个开关，如果同时对应线路保护和母线保护，硬件上必须分开，各自独立，可以设计单独的功能模件形式。
下面针对具体保护讨论保护的实现。
2.1线路保护过程层的线路保护配置以纵联差动或者纵联距离作为主保护，后备保护放置在集中式保护装置当中。
对单断路器方式主接线，线路保护装置通过主保护的光纤通信口和对侧线路保护装置通信，实现纵联保护功能，如图2所示。
对3／2主接线方式则需要取电压和同一串中相邻开关电流数据，见图3。
从纵联差动保护原理上讲，保护装置并不需要引入电压量，但是针对特定的某些运行方式及特殊的保护原理还是应当引入电压量。
此时电压量可以独立采样，接入主保护通信通道，和电流量一起完成同步采样。
对于同一条线路，2个开关电流可以独立采样，借助主保护通信口完成采样同步调整，这种情况下对主保护通道的要求相应提高，同步方式见后文。
2.2变压器保护变压器保护装置过程层采用分布式配置，完成差动保护功能，而后备保护采用集中式的安装。
非电量保护单独安装，通过电缆直接引入断路器跳闸，同时跳闸命令通过光缆引入采样和GOOSE 的共同网络上。
2／3主接线变压器保护配置图如图4所示。
2.3电抗器保护电抗器保护完全同变压器保护。
电抗器保护配置图如图5所示。
2.4母线保护变电站内母线保护装置按分布式设计，每个间隔内的保护独立完成母线保护的功能，只跳本间隔的断路器。
失灵保护由集中保护完成。
母线保护配置图如图6所示。
2.5采样同步方法对于变电站内的变压器保护和母线保护可看作一个多端的线路保护，同样采用线路保护的同步采图42／3主接线变压器保护配置图Fig.4Transformer protection configurationin 2／3connection mode智能一次设备智能一次设备智能一次设备智能一次设备高压侧智能一次设备智能一次设备中压侧低压侧非电量智能一次设备智能一次设备智能一次设备图2单断路器线路保护配置图Fig.2Protection configuration of transmissionline with single breaker图33／2断路器线路配置图Fig.3Protection configuration in 3／2connection mode智能一次设备智能一次设备智能一次设备李锋，等：智能变电站继电保护配置的展望和探讨第2期图5电抗器保护配置图Fig.5Protection configuration of reactor非电量智能一次设备智能一次设备G样解决方案来实现站内保护装置的同步采样。
为简化设计，采用基于乒乓原理的同步技术。
乒乓同步技术要求线路两端保护装置以相同的采样频率独立地进行采样，而且两端收发的数据在通道中传输时间完全相同。
国内通常采用的基于乒乓原理的同步技术主要有2种：采样数据修正法和采样时刻调整法。
采样数据修正法（也称为矢量同步法）简单的同步原理：如图7所示，M 为本侧，N 为对侧，数据发送周期为T ，t Pm1、t Pm2、t Pn1、t Pn2为两侧数据采样时刻，Δt 1、Δt 2分别为两侧收到对侧数据距本侧量最近一次数据发送时刻的时间差，t delay 为数据从本侧发送到对侧所需时间。
对侧传来本侧上次序号M 1和对侧上次Δt 1，本侧最新一组数据的序号为M 2，收到对侧数据时刻距本侧最近一次数据发送时刻的时间间隔Δt 2，假定两侧发往对侧的延时相等，则可求得t a =（Δt 2＋Δt 1）／2，t a 是N 侧Pn2数据对应M 侧的时间，但M 侧的数据采样时刻在t Pm2时刻，两侧时差Δt s =［t a -（t Pm2-t Pm1）］所对应的角度为Δθ。
通道延时t delay =［Δt 2-Δt 1］／2。
采样数据修正法允许各端保护装置独立采样，而且对每次采样数据都进行通道延时t delay 的计算和同步修正，故当通信受到干扰或中断时，基本不会影响采样同步。
采样时刻调整法保持主站采样的相对独立，其从站根据主站的采样时刻进行实时调整，能保持两侧较高精度的同步采样。
为简化保护装置的设计，可以把保护装置的同步分成3个步骤。
a.将保护装置往光纤通道的数据发送中断和数据采样中断分开，对于传统保护装置，二者为同一中断，对于电子式互感器，数据采样发生在采集部分，数据发送在保护装置部分，两者的延时可以测得，设为T e 。
b.调整两侧数据发送时刻。
可以通过乒乓同步原理，采用采样时刻调整法，将两侧的数据发送中断进行同步，最后做到两侧保护装置的发送数据的时刻完全一致。
c.补偿发送时刻和采样延时。
将两侧保护装置的数据发送时刻进行同步后，可以通过图8进行分析。
在保护中，将T e 值作为一项保护定值，通过光纤通道，将它发送到所有保护中，各侧保护装置综合所有的T e 做相应延迟，可以进行数据同步，进行差动保护计算。
2.6分布式保护间通信分布式的保护通信可以采用SDH 系统，保护的通信可设计成1个通信环。
以一侧为3／2主接线，一侧为单断路器主接线的线路保护为例，见图9。
在这个同步通信环中，有2种设计模式。
第1种模式，站内的同步通信仅考虑同步用，这种情况对同步通信的带宽要求大幅降低。
保护的采样值由于在以太网上传输，任何一个装置均可以从网上取数据。
这种模式仅是同步冗余设置。
第2种模式，除完成同步功能外，还传输采样值数据，需要考虑一个母线上的最大间隔数，要求在1ms 内完成所有间隔数据的交换。
这种模式具备数据传输和同步双重冗余特性。
同步机制可以固定一个保护为主机，其他保护依次和它完成发送中断的同步。
3变电站层继电保护变电站层配置集中式后备保护，全站所有电压等级集中配置，集中式后备保护采用自适应和在线实时自整定技术，同时具备广域保护的接口，能够实现广域保护的功能，也是双重化配置。
智能变电站侧传统变电站侧t 1t 2t 3t 1t 2t 3T e图8延时补偿图Fig.8Schematic diagram of delay compensation图7采样数据修正法数据传输示意图Fig.7Data transmission by sampling datacorrection methodt Pn1t Pn2t Pn3t Pm1t Pm2t Pm3t delayt delayNMΔt 1Δt 2Δt s 图9同步通信环示意图Fig.9Schematic diagram of synchronouscommunication loop智能一次设备N 侧智能一次设备智能一次设备智能一次设备M 侧智能一次设备第32卷电力自动化设备后备保护系统为本变电站元件提供近后备和开关失灵保护功能，还为相邻变电站元件提供远后备保护功能［11-16］。