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引言
近年来，随着我国用电量的不断增加，针对智能电网的研究正在如火如荼地展开。其中，智能变电站继电保护技术是智能电网研究的关键内容之一。智能变电站技术的发展对继保工作人员提出了高要求，对其综合素质提出了新的考验。新时期，继保工作人员除了掌握继电保护专业方面新技术，还需掌握变电站自动化系统、以太网通信网络等相关联专业知识，只有拥有跨专业综合素质才可以把继电保护工作做好。
1、智能变电站体系结构
智能变电站系统由三层设备组成，分别为过程层、间隔层和站控层，并用分布、分层、开放式的网络系统将其连接起来。站控层由主机兼操作员站还有远动通信装置、其他各种二次功能站组成，其主要功能是：形成全站监控和管理中心；提供站内运行人机联系界面；实现与调度通信中心通信并管理控制过程层、间隔层设备等。
全站网络由以太网组成，通信规约依据IEC61850标准，其传输速率达到100Mbit/s。网络结构采用三层设备、两层网络结构，其中两层网络指站控层网络、过程层网络。其中，站控层网络采用单星形网络拓扑结构，传输MMS报文；过程层GOOSE网络采用冗余配置，双星形网络拓扑结构。采样值传输方式采用点对点直接实现，规约依据IEC 61850-9-2标准。
2、智能变电站继电保护关键技术分析
影响智能变电站继电保护技术发展的关键因素可概括为五个方面，即IEC 61850标准、电子式互感器的应用、智能一次设备的出现、网络通信技术应用以及智能变电站自动化系统总体架构。这几个因素实际上相互关联，不能割裂开来，本文主要分析IEC 61850标准、智能一次设备和网络通信技术。
2.1IEC 61850标准
IEC 61850标准提出了变电站自动化系统功能分层的概念，功能分为三个层次即过程层、间隔层和站控层，同时定义了各层之间的逻辑通信接口，如图1所示。物理上，变电站自动化系统设备可安装在不同的功能层。
所有与一次设备的接口相关功能都是通过过程层实现的，过程层是一次设备的数字化接口。典型的过程层设备有过程接口装置、传感器和执行机构等。它们将交流模拟量、直流模拟量、直流状态量等就地转化为数字信号提供给上层，并接收和执行上层下发的控制命令。
间隔层的主要功能是采集本间隔一次设备的信号，操作控制一次设备，将相关信息上传给站控层设备并接收站控层设备的命令。间隔层包含不止一个间隔，所有间隔的控制、保护或监视单元等共同组成间隔层设备。
2.2一次设备智能化
智能一次设备是智能变电站的基础，也是其重要技术特征。当前，一次设备智能化主要通过“一次设备本体+传感器+智能组件”的方式实现。智能一次设备中，对继电保护影响最大的是智能断路器。实现断路器智能化的方式有两种：一种是将智能组件直接内嵌在断路器内。断路器是一个不可分割整体，它可具备网络通信能力；另一种是将所有智能控制模块封装成独立装置，即智能终端，将其安装于传统断路器附近，可实现已有断路器的智能化。后者较为容易实现，也是目前主要的实现方式。除断路器外，变压器、电抗器等设备也可以通过配置相应的智能终端并辅以其他智能电子组件实现智能化。
2.3网络通信技术
网络通信技术作为智能变电站自动化技术的基础，深刻影响了继电保护的实现方式。智能变电站大量采用以太网（Ethernet），以太网技术被广泛地应用到变电站自动化系统的站控层、间隔层、过程层，构成基于网络的分层式变电站自动化系统。以太网技术应用于变电站具有很多优点，这在很多文章中都有阐释。以太网技术应用于变电站自动化系统由来已久，之前主要应用于站控层。智能变电站则将网络技术引用到过程层（包括SV、GOOSE网）。其中，GOOSE网络是关键技术。
高速的网络通信是GOOSE的基础，GOOSE被广泛应用到间隔闭锁还有保护功能间的信号输入输出。它是IEC 61850标准里面定义的一个快速报文传输方式。间隔时间T1发送第二帧及第三帧，间隔T2、T3发送4、5帧，T2为2XT1，T3为2XT2，后续报文以此类推，以2倍发送间隔规律逐渐增加，直到增加到T0，报文再次成为心跳报文。
工程中，T1一般设置为2ms，心跳报文间隔时间一般设置为5s。对传输过程进行了精简，一般发送5帧数据，即以0ms—2ms—2ms—4ms—8ms的时间间隔重发GOOSE数据集，连续发送5帧后便以5000ms的时间间隔编程心跳报文。
报文允许存活时间为2XT0，接收方若超过2XT0没有收到GOOSE报文即判断为中断，发送GOOSE断链报警信号。由此，通过GOOSE通信通道机制也实现了装置间二次回路状态的在线监测。
3、结论
智能变电站继电保护技术将能够有效提高工作人员的效率，提高供电系统的的可靠性。传统电网必将由智能电网所代替，这只是一个时间上的问题。其中，智能变电站继电保护技术作为智能变电站的关键技术应当对其进行认真研究，以保证变电站工作的可靠性。
（作者单位：国网河南省电力公司检修公司）
近年来，随着我国用电量的不断增加，针对智能电网的研究正在如火如荼地展开。其中，智能变电站继电保护技术是智能电网研究的关键内容之一。智能变电站技术的发展对继保工作人员提出了高要求，对其综合素质提出了新的考验。新时期，继保工作人员除了掌握继电保护专业方面新技术，还需掌握变电站自动化系统、以太网通信网络等相关联专业知识，只有拥有跨专业综合素质才可以把继电保护工作做好。
1、智能变电站体系结构
智能变电站系统由三层设备组成，分别为过程层、间隔层和站控层，并用分布、分层、开放式的网络系统将其连接起来。站控层由主机兼操作员站还有远动通信装置、其他各种二次功能站组成，其主要功能是：形成全站监控和管理中心；提供站内运行人机联系界面；实现与调度通信中心通信并管理控制过程层、间隔层设备等。
全站网络由以太网组成，通信规约依据IEC61850标准，其传输速率达到100Mbit/s。网络结构采用三层设备、两层网络结构，其中两层网络指站控层网络、过程层网络。其中，站控层网络采用单星形网络拓扑结构，传输MMS报文；过程层GOOSE网络采用冗余配置，双星形网络拓扑结构。采样值传输方式采用点对点直接实现，规约依据IEC 61850-9-2标准。
2、智能变电站继电保护关键技术分析
影响智能变电站继电保护技术发展的关键因素可概括为五个方面，即IEC 61850标准、电子式互感器的应用、智能一次设备的出现、网络通信技术应用以及智能变电站自动化系统总体架构。这几个因素实际上相互关联，不能割裂开来，本文主要分析IEC 61850标准、智能一次设备和网络通信技术。
2.1IEC 61850标准
IEC 61850标准提出了变电站自动化系统功能分层的概念，功能分为三个层次即过程层、间隔层和站控层，同时定义了各层之间的逻辑通信接口，如图1所示。物理上，变电站自动化系统设备可安装在不同的功能层。
所有与一次设备的接口相关功能都是通过过程层实现的，过程层是一次设备的数字化接口。典型的过程层设备有过程接口装置、传感器和执行机构等。它们将交流模拟量、直流模拟量、直流状态量等就地转化为数字信号提供给上层，并接收和执行上层下发的控制命令。
间隔层的主要功能是采集本间隔一次设备的信号，操作控制一次设备，将相关信息上传给站控层设备并接收站控层设备的命令。间隔层包含不止一个间隔，所有间隔的控制、保护或监视单元等共同组成间隔层设备。
2.2一次设备智能化
智能一次设备是智能变电站的基础，也是其重要技术特征。当前，一次设备智能化主要通过“一次设备本体+传感器+智能组件”的方式实现。智能一次设备中，对继电保护影响最大的是智能断路器。实现断路器智能化的方式有两种：一种是将智能组件直接内嵌在断路器内。断路器是一个不可分割整体，它可具备网络通信能力；另一种是将所有智能控制模块封装成独立装置，即智能终端，将其安装于传统断路器附近，可实现已有断路器的智能化。后者较为容易实现，也是目前主要的实现方式。除断路器外，变压器、电抗器等设备也可以通过配置相应的智能终端并辅以其他智能电子组件实现智能化。
2.3网络通信技术
网络通信技术作为智能变电站自动化技术的基础，深刻影响了继电保护的实现方式。智能变电站大量采用以太网（Ethernet），以太网技术被广泛地应用到变电站自动化系统的站控层、间隔层、过程层，构成基于网络的分层式变电站自动化系统。以太网技术应用于变电站具有很多优点，这在很多文章中都有阐释。以太网技术应用于变电站自动化系统由来已久，之前主要应用于站控层。智能变电站则将网络技术引用到过程层（包括SV、GOOSE网）。其中，GOOSE网络是关键技术。
高速的网络通信是GOOSE的基础，GOOSE被广泛应用到间隔闭锁还有保护功能间的信号输入输出。它是IEC 61850标准里面定义的一个快速报文传输方式。间隔时间T1发送第二帧及第三帧，间隔T2、T3发送4、5帧，T2为2XT1，T3为2XT2，后续报文以此类推，以2倍发送间隔规律逐渐增加，直到增加到T0，报文再次成为心跳报文。
工程中，T1一般设置为2ms，心跳报文间隔时间一般设置为5s。对传输过程进行了精简，一般发送5帧数据，即以0ms—2ms—2ms—4ms—8ms的时间间隔重发GOOSE数据集，连续发送5帧后便以5000ms的时间间隔编程心跳报文。
报文允许存活时间为2XT0，接收方若超过2XT0没有收到GOOSE报文即判断为中断，发送GOOSE断链报警信号。由此，通过GOOSE通信通道机制也实现了装置间二次回路状态的在线监测。
3、结论
智能变电站继电保护技术将能够有效提高工作人员的效率，提高供电系统的的可靠性。传统电网必将由智能电网所代替，这只是一个时间上的问题。其中，智能变电站继电保护技术作为智能变电站的关键技术应当对其进行认真研究，以保证变电站工作的可靠性。
（作者单位：国网河南省电力公司检修公司）