一、前言
近年來，隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，電力自動化系統(tǒng)及繼電保護設備在變電站中得到了廣泛的應用。然而，因為變電站周圍的電力磁場強度非常大，在這個區(qū)域里不僅安置的有大電流與高電壓的一次設備，還有電流于電壓都比較小的二次較弱設備，很容易促使一次強電裝置帶來的強電磁給二次設備造成干擾進而產(chǎn)生嚴重的安全事故。另外供電系統(tǒng)里面的外干擾和大氣干擾也可能影響到二次弱電設備。當前我國電網(wǎng)處于高速發(fā)展的階段，變電站的自動化程度也飛速提高，所以改善變電站電力系統(tǒng)安全性能也成為當前諸多變電站繼電保護中的一項重要工作。
二、變電站繼電保護工作原理及作用
1、基本工作原理
變配電站繼電保護是根據(jù)變配電站運行過程中發(fā)生故障時出現(xiàn)的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現(xiàn)瓦斯、溫度升高等現(xiàn)象超過繼電保護的整定值（給定值）或超限值后，在整定時間內(nèi)，有選擇的發(fā)出跳閘命令或報警信號。
根據(jù)電流值來進行選擇性跳閘的為反時限，電流值越大，跳閘越快。根據(jù)時間來進行選擇性跳閘的稱為定時限保護，定時限在故障電流超過整定值后，經(jīng)過時間定值給定的時間后才出現(xiàn)跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。
可靠系數(shù)為一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)，計算繼電器保護動作值時，要將計算結(jié)果再乘以可靠系數(shù)，以保證繼電保護動作的準確與可靠，其范圍為1.3~1.5。發(fā)生故障時的*小值與保護的動作值之比為繼電保護的靈敏系數(shù)，一般為1.2~2，應根據(jù)設計規(guī)范要進行選擇。
2、變配電站繼電保護的作用
變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過程中發(fā)生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時（過負荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等），迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
3、繼電保護設備狀態(tài)檢修的目標
（1）提高供電可靠性。對繼電保護設備進行狀態(tài)檢修能有效提高設備的可靠性和可用系數(shù)，避免傳統(tǒng)檢修方式的弊端，有效地延長了設備的使用壽命，從而保證了用戶的可靠、安全用電。
（2）保證設備安全經(jīng)濟運行。目前，微機繼電保護及綜合自動化系統(tǒng)等技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用，保護裝置也相繼具備了遠距離輸送的能力.可以充分利用數(shù)字式保護的技術(shù)特點，實現(xiàn)數(shù)字式保護系統(tǒng)的狀態(tài)槍修。這就改變了傳統(tǒng)的檢修方式，由計劃性檢修方式轉(zhuǎn)為預知性檢修，這樣就改變了定期檢修的盲目性，降低了憑經(jīng)驗而進行的定期檢修的不可靠性和 設備的故障率。
三、變電站繼電保護按保護的性質(zhì)分類
1、發(fā)電機保護。發(fā)電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發(fā)電機外部短路，對稱過負荷，定子繞組過電壓，勵磁回路一點及兩點接地，失磁故障等。出口方式為停機，解列，縮小故障影響范圍和發(fā)出信號。
2、電力變壓器保護。電力變壓器保護有繞組及其引出線相間短路，中性點直接接地側(cè)單相短路，繞組匝間短路，外部短路引起的過電流，中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓、過負荷，油面降低，變壓器溫度升高，油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。
3、線路保護。線路保護根據(jù)電壓等級不同，電網(wǎng)中性點接地方式不同，輸電線路以及電纜或架空線長度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過負荷等。
4、母線保護。發(fā)電廠和重要變電所的母線應裝設專用母線保護。
5、電力電容器保護。電力電容器有電容器內(nèi)部故障及其引出線短路，電容器組和斷路器之間連接線短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓，所連接的母線失壓。
6、高壓電動機保護。高壓電動機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過負荷、定子繞組低電壓、同步電動機失步、同步電動機失磁、同步電動機出現(xiàn)非同步?jīng)_擊電流。
四、變電站繼電保護站內(nèi)各設備保護配置
1、線路保護。對于110KV智能變電站，站內(nèi)保護、測控功能宜一體化，按間隔單套配置。線路保護直接采樣、直接跳斷路器；經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡啟動斷路器失靈、重合閘等功能。
2、變壓器保護。按照規(guī)程要求，110KV變壓器電量保護宜按雙套進行配置，且應采用主、后備保護一體化配置。若主、后備保護分開配置，后備保護宜與測控裝置一體化。當保護采用雙套配置時，各側(cè)合并單元(MU)、各側(cè)智能終端均宜采用雙套配置；中性點電流、間隙電流并入相應側(cè)MU。
3、母聯(lián)(分段)保護。分段保護的實施方案與圖1所示的線路保護類似，而且結(jié)構(gòu)更為簡單。分段保護裝置直接與合并單元和智能終端連接，分別實現(xiàn)不通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換的直接采樣和直接跳閘功能；同時，保護裝置、合并單元和智能終端等設備，均通過相互獨立的GOOSE網(wǎng)絡和SV網(wǎng)絡，實現(xiàn)信號的跨間隔傳輸。按照規(guī)程要求，110KV分段保護按單套配置，宜實現(xiàn)保護、測控的一體化。110KV分段保護跳閘采用點對點直跳，其他保護(主變保護)跳分段采用GOOSE網(wǎng)絡方式；母聯(lián)(分段)保護啟動母線失靈可采樣GOOSE網(wǎng)絡傳輸。
五、變電站站內(nèi)繼電保護的測試檢驗
繼電保護是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的**道防線，必須遵循可靠性、選擇性、速動性、靈敏性的原則。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和電壓等級的不斷提高，對繼電保護“四性”的要求不僅沒有降低，反而提出了更高的要求。智能變電站應在保證繼電保護功能不變的基礎(chǔ)上，改進繼電保護信息共享、互操作的方式，即設備間交換信息的方式。
由于智能變電站中，電磁式互感器被電子式互感器代替，變壓器、斷路器等一次設備也加裝了智能單元，使得原來保護裝置與外界的連接介質(zhì)全由光纖取代，信息全由網(wǎng)絡化的設備傳遞。針對這樣的變化必須提出智能變電站保護設備的測試方案。由于保護裝置沒有發(fā)生變化，變化的只是信息的傳遞方式，因此保護的邏輯功能檢驗和原來一致，可以沿用原來成熟的檢驗標準。針對變化的部分提出新的測試方法，主要有如下幾點。
1、原來輸入保護裝置的電壓、電流模擬量由來自合并器的光數(shù)字信號代替。傳統(tǒng)的保護測試儀只能輸出模擬量，而目前已有光數(shù)字保護測試儀，可以用光數(shù)字保護測試儀直接從保護裝置的光纖以太網(wǎng)口輸入測試。這樣的數(shù)字信號是沒有誤差的，以前的零漂、采樣精度檢驗步驟可以省略。但必須考慮有跨間隔數(shù)據(jù)要求的保護裝置(如變壓器差動保護、母線保護)在不同間隔間傳輸數(shù)據(jù)時，到達時間的同步性，如不確定或差距校大，將很難滿足保護裝置的要求。
2、在相同的一二次設備條件下，與傳統(tǒng)保護接點直接跳閘方式相比，智能變電站繼電保護采用GOOSE報文發(fā)信經(jīng)通信網(wǎng)絡給智能終端發(fā)跳閘命令(如果有了智能開關(guān)則沒有這個環(huán)節(jié))。采用GOOSE網(wǎng)絡，繼電保護通過網(wǎng)絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號，與傳統(tǒng)回路方式相比，其可靠性主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡的可靠性和運行檢修擴建的安全性上。
3、原來保護裝置輸出的各種信號由基于GOOSE協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸實現(xiàn)。傳統(tǒng)的開入、開出量不再是24V或者220V的直流電信號，代之以優(yōu)先級別有差異的GOOSE報文?？赏ㄟ^整組傳動試驗來驗證保護裝置輸入、輸出信號的正確性與實時性。
六、結(jié)語
總而言之，本文主要分析了變電站幾點保護的基本工作原理、作用、性質(zhì)特點以及組成結(jié)構(gòu)，另外對于變電站的試驗檢測也作了進一步的分析。近些年變電站繼電保護和自動化系統(tǒng)設備的日新月異，促使我國的電網(wǎng)系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，智能化電網(wǎng)系統(tǒng)更是得到了大力推廣和運行，相應的也為國家和社會創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
