摘要：一体化微机保护系统是现今智能变电站研究的热点，本文针对基于IEC 61850通信协议的系统，对系统设计和应用方面的一些问题做了研究，提出了自己的看法。
关键字：智能变电站 微机 一体化 保护
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
一、一体化微机保护系统的构成
智能变电站一共有三个层次，为站控层、间隔层、过程层，一体化微机保护系统位于间隔层。首先，为了有效实现站内各电子设备间的互操作，系统采用IEC 61850通信协议。并在构架上，选择集中控制、分层采集的体系，将信息的采集和计算分层实现，把变电站的保护、控制、测量、自动装置等集于一个计算机系统。传统的保护系统中，内部消息传输方式因为快速可靠的特点和较强的速动性，替代了以前的硬接点传输方式，这样一来通过各线路的优先等级和负载的判断，确定需要切除的线路，减少了停电范围，优化了解列装置的方案。这种方式也使得整个智能化变电站的小电流接地选线判据被强化，而故障录波的12.8K的采用速率，也能使分析故障的能力得到提高，比传统保护的故障信息获取更全面。
二、系统的设计目标
（一）全数字化
监控和保护系统是智能化变电站的核心部分。所谓全数字化，就是使用先进的网络通信技术，把各层所交换的模拟量、控制命令等，通过以太网进行交互与传送。间隔层与其他两层之间的GOOSE网采用100Mb/s的光纤连接。
（二）互操作性
保护测控装置通过四个光纤以太网接口和过程层进行连接，三个以太网口与变电站层连接，这样，就可以实现各种设备的互联，无论是智能化的设备，还是传统一次设备，都能够顺利接入。保护装置能够在信号采样和保护跳闸出口可靠性上通过GOOSE光纤双网模式来很好的实现。
（三）兼容性
IEC 61850的标准能够兼容多种解决方案，无论是局部的还是全部的数字化模式，甚至个别的非数字化监控系统模式，只要按此标准设计，都能得到很好应用。
（四）开放性
智能化变电站有很多通信接口方式，除了IEC 61850外，还可以提供其他的标准通信，甚至一些数字化变电站还能将非标准通信的设备接入。
三、智能化变电站相关环节的设计及应用探讨
对于智能化变电站一体化微机保护系统而言，其继电保护当属其中最为重要的一个部分，为了更好的实现该系统功能，就应加强继电保护相关环节的设计。基于此，本文就从以下几个相关环节的设计与配合使用及定值计算进行了探讨：
（一）相关环节设计分析
1、就地间隔保护环节
保护装置安装在GIS汇控柜内（或智能控制柜），柜则分布于相应一次设备旁，就地化布置方式要按照电压等级、二次设备的整体布置方案、主接线形式等来合理选择方案。现在的就地化保护装置，光纤越来越长，而光缆则越短，，保护装置在安装时，要靠近被保护的设备，尽量缩短两者的之间距离，实现就地化安装。智能变电站中就地化间隔保护只能是合理的集成，不能因为集成反而导致装置性能下降，保护装置与被其保护的设备之间的安全距离问题，容易导致发生事故时两者全部损坏，失去了应有的保护作用。保护装置要定期检修，系统测试时是通过装置自带的调试接口进行，在天气恶劣等情况下的故障排查和检修，采用远程方式。
2、跨间隔保护环节
母线保护的就地化有一些特殊的地方，母线保护要采用分布式方案来适应间隔功能的就地化布置，主要采用主从方式（即由主机和从机组成）。分布式母线保护由三个单元组成，分别是主单元、间隔单元、数据汇集单元。其中的主单元通过数据汇集单元来读取间隔采集到的电压和电流模拟量和其他数据。间隔单元是独立装置，能够顺利的实现就地化安装。它在完成本间隔电流量的采集和与处理后，将数据通过A/D转换，然后送到主单元。间隔单元负责完成刀闸、开关位置的识别和监视，并上送信息和接收主单元指令，保护开出跳闸操作箱。
3、站域保护环节
传统的后备保护，只能获取单间隔电气量和开关量的信息，而且保护动作耗时长、灵敏性与选择性不能同时兼顾。站域保护则是利用全电站的信息来工作，可同时实现全站的断路器失灵、备自投、低周电压减载等功能。
（二）相关环节配合使用分析
对于变电站保护系统而言，只有实现了就地间隔保护环节、跨间隔保护环节、站域保护环节三个方面的有机结合，才能更好地完成继电保护系统，也才能保障相关保护功能的可靠与独立，从而提高变电站保护安全性及改善继电保护的性能。具体而言，要做好相关环节的配合使用，应从以下几个方面着手：
第一，就地间隔保护环节一般不会对跨间隔与站域保护产生依赖，但是为了实现更好的保护效果，就需要对原有的独立及“间隔功能自治”进行必要的优化配置，在保留原有的主保护与反时限过流保护的情况下，对稳定运行的主保护及电网末尾的“保命”反时限过流保护则采取分散分布的方式布置在各个间隔中，这样就能有效提高主保护及末尾保护的可靠度。
第二，对于跨间隔保护环节而言，其主要是为区域电网保护做好服务，而区域电网的主要作用则是为了进行电网全局信息的获取，因此其中需要涉及各种信息保护及控制功能。为了更好的完成区域电网保护，跨间隔保护环节就应同其它几个环节之间做好配合，通过与调度端EMS与WAMS进行信息交互，获得更多的保护定值及电网拓扑结构信息，从而对整个区域电网保护功能进行优化。
第三，站域保护环节是为了弥补其余两个环节中出现的缺陷与不足，比如说当主保护与反时限过流保护通过就地间隔保护环节得以实现后，变压器需要进行复压过流，此时的保护就是站域保护环节来实现。有了站域保护环节的补充，使得高压侧过流对低压侧的灵敏不足问题得到解决，并且其功能还涉及到其它额外的功能。
（三）相关定值设置分析
进行继电保护相关定值计算的时候，主要有以下几个方面的内容：第一，前期工作。定值计算前期工作需要查询大量的前期资料，其中准确无误的计算资料当属计算的前提条件，比如说一、二次的图纸，所带的电容器、电抗器等铭牌的数据及相关说明书，保护装置技术说明、打印清单，电压互感器、电流互感器变比与试验报告等。第二，计算工作。定值计算工作当属保护装置正确动作的关键程序，因此要求相关的计算人员必须拥有高度的责任心，同时要有全局观及整体观。其中整定计算的时候要遵守相关准则，以局部服从整体，下级服从上级的原则，尽量满足下级及地区电网需求，从而保障重要部分的供电。整定计算的工作人员应花费一定的精力与时间，学习与研究相应新内容，组织相关单位仔细研究资料，并确定运行方式，同时做好定值计算、审核工作。
四、结语
对于智能化变电站一体化微机保护系统的应用，在我国大部分地区都有实践，并取得了良好的效果，这为变电站的高效运行提供了一个有力的参考与借鉴。随着我国科学技术不断发展，相信相关的技术会得到进一步的发展，从而促进我国变电站一体化微机系统的发展。
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