一、前言
近年來，隨著我國科學技術的不斷發展，電力自動化系統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生嚴重的安全事故。另外供電系統里面的外干擾和大氣干擾也可能影響到二次弱電設備。當前我國電網處于高速發展的階段，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變配電站運行過程中發生故障時出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現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，有選擇的發出跳閘命令或報警信號。
根據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，經過時間定值給定的時間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。
可靠系數為一個經驗數據，計算繼電器保護動作值時，要將計算結果再乘以可靠系數，以保證繼電保護動作的準確與可靠，其范圍為1.3~1.5。發生故障時的*小值與保護的動作值之比為繼電保護的靈敏系數，一般為1.2~2，應根據設計規范要進行選擇。
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生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現不正常現象時（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），迅速有選擇性發出跳閘命令將故障切除或發出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統穩定運行。
3、繼電保護設備狀態檢修的目標
（1）提高供電可靠性。對繼電保護設備進行狀態檢修能有效提高設備的可靠性和可用系數，避免傳統檢修方式的弊端，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）保證設備安全經濟運行。目前，微機繼電保護及綜合自動化系統等技術在電力系統中得到廣泛應用，保護裝置也相繼具備了遠距離輸送的能力.可以充分利用數字式保護的技術特點，實現數字式保護系統的狀態槍修。這就改變了傳統的檢修方式，由計劃性檢修方式轉為預知性檢修，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分類
1、發電機保護。發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故障。
3、線路保護。線路保護根據電壓等級不同，電網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、同步電動機出現非同步沖擊電流。
四、變電站繼電保護站內各設備保護配置
1、線路保護。對于110KV智能變電站，站內保護、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GOOSE網絡啟動斷路器失靈、重合閘等功能。
2、變壓器保護。按照規程要求，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，各側合并單元(MU)、各側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MU。
3、母聯(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，而且結構更為簡單。分段保護裝置直接與合并單元和智能終端連接，分別實現不通過網絡數據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網絡和SV網絡，實現信號的跨間隔傳輸。按照規程要求，110KV分段保護按單套配置，宜實現保護、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網絡方式；母聯(分段)保護啟動母線失靈可采樣GOOSE網絡傳輸。
五、變電站站內繼電保護的測試檢驗
繼電保護是電網安全穩定運行的**道防線，必須遵循可靠性、選擇性、速動性、靈敏性的原則。隨著電網規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全由光纖取代，信息全由網絡化的設備傳遞。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字信號代替。傳統的保護測試儀只能輸出模擬量，而目前已有光數字保護測試儀，可以用光數字保護測試儀直接從保護裝置的光纖以太網口輸入測試。這樣的數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據要求的保護裝置(如變壓器差動保護、母線保護)在不同間隔間傳輸數據時，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報文發信經通信網絡給智能終端發跳閘命令(如果有了智能開關則沒有這個環節)。采用GOOSE網絡，繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號，與傳統回路方式相比，其可靠性主要體現在網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協議的網絡傳輸實現。傳統的開入、開出量不再是24V或者220V的直流電信號，代之以優先級別有差異的GOOSE報文。可通過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、性質特點以及組成結構，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設備的日新月異，促使我國的電網系統得到了很大的發展，智能化電網系統更是得到了大力推廣和運行，相應的也為國家和社會創造了巨大的經濟效益和社會效益。
