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智能变电站继电保护智能控制技术研究

文档作者：宫晓珊，马晓路，张涵文档来源：国网青岛供电公司		更新日期： 2026年05月19日	点击数：
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工程技术研究 第10卷 总第185期 2025年5月 发展与创新
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智能变电站继电保护智能控制技术研究
宫晓珊，马晓路，张 涵
国网青岛供电公司，山东 青岛 266100
Research on Intelligent Control Technology for Relay Protection in Intelligent Substations
GONG Xiaoshan, MA Xiaolu, ZHANG Han
State Grid Qingdao Power Supply Company, Qingdao 266100, Shandong, China
摘要：随着我国新型电力系统的发展，智能变电站建
设越来越受到人们的关注。继电保护作为智能变电站
运行的关键，其在为变电站提供安全保护的同时，兼
具信息采集、反馈、智能控制等多样化功能。基于此，
文章针对智能变电站继电保护智能控制技术展开深入
分析，阐述了智能变电站的技术特征，以及继电保护
智能控制系统的架构和技术运用，通过实际案例，验
证了新型智能控制技术的优势，为提高智能变电站的
智能化水平，推动我国高效、高水平电力系统建设打
下了良好的基础。
关键词：智能变电站；继电保护；智能控制
Abstract: With the development of China's new power
system, the construction of intelligent substations has
attracted more and more attention. As the key to the
operation of intelligent substation, relay protection not
only provides safety protection for substations, but also
has diversified functions such as information collection,
feedback and intelligent control. Based on this, this paper
makes an in-depth analysis of the intelligent control
technology for relay protection in intelligent substations,
expounds the technical characteristics of intelligent
substations, as well as the architecture and technical
application of relay protection intelligent control system.
Through practical cases, the advantages of new intelligent
control technology are verified, which lays a good
foundation for improving the intelligent level of intelligent
substations and promoting the construction of efficient and
high-level power system in China.
Keywords: intelligent substation; relay protection; intelligent
control
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2025.09.067 .
作者简介： 宫晓珊，女，硕士，工程师，研究方向为电力营销、业扩
报装管理。
分类号：TM77 ；TM63
1 智能变电站技术特征
1.1　配备智能一次设备
智能变电站在建设过程中大幅采用智能技术，以
提高变电站的智能水平，其中被广泛应用的智能一次
设备，在变电站的信息采集、控制等方面起到了非常
重要的作用。一方面，互感器、智能开关、断路器等
智能一次设备的应用，在与传感器、智能终端设备结
合的情况下，能实时采集和处理变电站运行的各项数
据，从而实现了对一次设备的智能化管理，增强了变
电站的可靠性[1]。另一方面，利用电子交互设备，以
及智能设备的自我诊断、记录与联网上传，智能一次
设备能通过联网的方式进行云端管理。相较于传统运
维管理方式，云端管理可以处理更多、更广范围的智
能变电站信息，并通过数据中心集中管理的方式，降
低运维的成本，提升智能变电站运行的可靠性。
1.2　三层结构形式
根据我国《电力自动化通信网络和系统 第3 部
分：通用要求》（GB/T 42151.3—2024）的规定，我国
智能变电站的建设需要采用国际IEC 61850 的要求，
使用三层结构形式。在安装智能一次设备的同时，搭
配能实现智能升级的二次设备，从而赋予变电站更高
级的功能。特别是在变电站性能强化的过程中，利用
网络通信技术使智能二次设备网络化的情况下，能进
一步实现变电站系统信息的集成化、云端化管理，使
变电站内部，以及其他变电站的二次设备能通过面对
象技术进行集成化、中心化管理，从而为优化智能变
电站的二次设备架构提供可靠的保障[2]。这也意味着
发展与创新2025 年 第09 期 总第185 期 工程技术研究
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智能一次设备、二次设备和通信网络，共同构成了智
能变电站的三层结构形式，使智能变电站的运维管理
流程得以信息化，从而提高了管理的工作效率与性能。
1.3　系统建模标准化
现阶段，我国智能变电站建设广泛采用IEC 61850
标准，在包括继电保护装置在内的各变电站信息采集、
交互过程中，使用统一的建设标准，可使智能变电站
系统的建模具有标准化的特点。在统一采用面对象技
术设计信息采集规范、标准的同时，各电子装置、设
备的通信协议和接口均按照统一的标准进行设计，使
智能变电站内部与控制中心建立更高效、可靠的通信
链路，从而为提高数据共享水平奠定良好的基础[3]。
2 智能变电站继电保护智能控制系统
架构
2.1　电子式互感器
智能变电站继电保护装置中，电子式互感器主要
用于信息的采集，为智能控系统提供较为精准的数据，
以确保智能控制的准确性。但与普通电磁结构的互感
器不同，电子式互感器的结构相对简单，应用成本也
较低，并且没有与一次设备建立直接的电气联系，从
而使电子式互感器的抗电磁干扰能力更强。
在实际应用过程中，电子式互感器能更好地实现
数字化的电气测量，其较强的抗干扰能力与安全性，
也可使其在变电站继电保护系统中发挥更有效的数据
采集作用。因此，在智能变电站继电保护数据采集的
过程中，电子式互感器被广泛用于高压部分数据采
集、数据传输，以及低压部分合并单元数据采集的过
程中[4]。
2.2　合并单元
在电子式互感器采集变电站各项电气数据信息后，
合并单元可以将数据信息进行有效的处理，使其作为
继电保护控制系统的参考依据。在此过程中，合并单
元需要按照相关数据标准，在采集的数据中添加时间、
设备等标签，并按照继电保护智能控制系统的要求，
将数据传送至保护装置内，因此，可以认为合并单元
是系统数据采集与通信传输的间隔层。
合并单元可以有效避免电子互感器与保护装置
之间进行复杂的接线，并利用该单元的模块化设计端
口，使继电保护智能控制系统与各种二次设备进行数
据的共享与传输，从而达到高效控制继电保护装置的
目的。
2.3　交换机
交换机的运用能确保智能变电站将各项数据传输、
转发至继电保护控制系统要求的地方。利用网络交换
技术，交换机可以为智能变电站继电保护控制系统提
供可靠的信息通道，从而更好地管理继电保护智能控
制系统的数据帧，使其支持快速智能决策与响应。同
时，利用交换机在整理智能变电站设备地址、信息的
情况下，可以进一步保证局域网内数据准确、快速传
递给智能控制系统。在云端或使用控制中心进行广域
管理的情况下，交换机可以帮助控制中心分割广域网，
使同一个智能变电站的智能单元在同一个网络间隔中，
避免了不同变电站数据之间的相互干扰。交换机的运
用不仅帮助提升通信的可靠性，还能避免通信过程中
出现的“广播风暴”，使继电保护智能控制系统专精于
当前变电站的保护控制工作，提升系统的可靠性[5]。
2.4　智能终端
智能变电站继电保护智能控制系统所采用的智能
终端较多，任务也有所不同。从主要任务分析入手，
需要智能终端在采集变电站开关量、控制指令的同时，
确保变电站的线缆、一次/ 二次设备连接及通信情况
保持正常，以便于精准控制继电保护设备中的断路器、
主变压器等设备，实现智能继电保护的目的。例如，
在断路器的智能管理控制中，需要检测断路器的跳合
闸回路的状态、动作次数等信息，并在此基础上，针
对六氟化硫气体密度等的详细参数进行检测和判断，
以便于提升智能控制策略的针对性与准确性。
在利用网络实现远程广域管理的情况下，智能终
端设备在连接继电保护装置的同时，需要根据网络指
令实现对一次设备断路器的控制。在控制中心发出控
制指令后，利用MU 单元发出控制信号，实现对其的
控制。特别是在高压系统的断路器控制中，由于需要
确保断路器的关闸、合闸动作在恰当的时机，以免对
设备带来冲击和影响，需要进一步提升控制智能终端
的响应速度，以便于提升控制的可靠性。
3 智能变电站继电保护智能控制技术
3.1　广域保护
在电力系统运行过程中，需要配备大量变电站、
电力设施，以保证系统获得更广的覆盖范围与可靠性。
因此，在建设智能变电站的过程中，广域保护是其中
关键的技术与控制策略之一。在建设继电保护智能控
制系统的过程中，能实现对智能变电站各项运行数据、
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参数的采集，从而综合判断系统是否出现故障或安全
隐患，以便于通过远程控制的方式，使继电保护装置
能正常动作，以切断故障，避免局部短路、信号扰动
等故障带来的影响。由于变电站功能、继电保护策略
有所不同，广域保护技术的应用也可以根据智能变电
站的具体情况进行灵活调整，以便于提升智能控制策
略的准确性与可靠性。
3.2　欠过频/ 压保护
欠过频/ 压保护是继电保护的基本功能，可以有
效保护变电站机组，提升变电站运行的可靠性。监测
变电站运行中的频率和电压，能使继电保护智能控制
实现继电保护的基本功能。在此基础上，按照变电站
的电压等级、对象配置，使用故障录波装置采集报文
信息，可以进一步针对电力系统中的潜在故障，提供
准确的信息收集手段，使智能变电站继电保护装置的
每一次动作以及与之相关的故障信息得以准确、及时
地上传，从而有效提升电力设备故障分析的准确性，
有效预防相关故障的反复发生[6]。
4 智能变电站继电保护智能配置案例
4.1　主变保护配置
在某220 kV 双重化主变压器保护配置中，由于该
智能变电站采用双母线接线的形式，继电保护系统需
要采用双套配置，以满足继电保护的需求。
（1）配置过程中，每套继电保护智能控制都需要
拥有主保护和副保护。利用GOOSE 网络作为采集信
息与传递控制信号的网络，使主变继电保护中的断路
器通过非电量回路接收信号，并执行跳闸指令。在智
能终端接收挑战指令的同时，将其传输至过程层，用
于主变故障分析。
（2）智能终端与中压侧、低压侧连接的情况下，
通过分布式保护方案的设计，按照相关规则，将智能
保护终端、测控单元与非电量继电保护装置设置到变
电柜中，使用硬接线的方式，实现对继电保护装置的
非电量继电保护。
（3）主变的安全等级要求较高，需要配置瓦斯保
护，额外安装瓦斯检测传感器，检测主变、变压器油
等位置的气体状态，及时发现异常气体，以便在出现
瓦斯异常后，及时触发继电保护动作。
4.2　母线保护配置
在某35 kV/10 kV 线路保护装置的配置过程中，
每回线路保护均配置独立的合并单元与智能终端，并
采用直接采样和动作的方式，实现对母线的保护。在
线路上安装智能感应器，检测数据的同时，将数据发
送至智能终端进行采样和传输，以实现自动化的管理
与控制。
（1）线路整体的保护，采用测控一体的集成智能
继电保护设备，直接采集信息的同时，实现对母线的
保护。相较于其他控制方式，集成化的设备可以提高
保护的响应速度和准确性，不仅减少了信号在不同设
备间传递的延迟现象，还确保了继电保护装置的及时
动作。
（2）三段接地保护，采用末端线路、联络线路以
及下级相邻线路的设计方式。在线路出现故障后，由
于需要提升动作的灵敏性，按照可靠断线整定的要求，
将整定时间设置在0.3 s，负荷限制电阻定值为60 Ω。
（3）检测三相系统中的不平衡电流工作，按照
末端接地故障时的最大零序电流进行计算，在不考
虑相邻电路的情况下，针对不同情况下的零序过流
保护整定进行计算，将零序过流保护的整定值分为
四档（720 A/6 A、600 A/5 A、450 A/ 3.75 A、240 A/2 A），
以实现对不同过流情况下的针对性动作。
5 结束语
在我国电力系统建设过程中，智能化已经成为变
电站建设的必然趋势。继电保护智能控制相较于传统
的继电保护系统，具有更强的抗干扰能力和可靠性，
并且在与网络连接的情况下，为变电站的远程、云端
控制提供了基础。在全面保护变电站母线、主变压器
等设备的同时，确保变电站高效、稳定地运行，使其
提供高质量的电力服务，从而保证我国供电的安全与
可靠，为我国社会建设与经济发展提供可靠的保障。
参考文献
[1] 翟二龙.基于综合自动化控制技术的智能变电站继电保护技术研
究[J].建设科技，2024（增刊1）：39-41.
[2] 张冰玉.智能变电站继电保护在线监测系统研究[J].光源与照
明，2023（12）：162-164.
[3] 曹飞，马红星.220 kV智能变电站中的继电保护与控制技术分析
[J].电子技术，2023，52（6）：280-281.
[4] 余翔.智能变电站继电保护运维防误技术的研究[J].仪器仪表用
户，2024，31（11）：29-30，33.
[5] 吉龙军.110kV智能变电站继电保护研究与设计[D].兰州：兰州理
工大学，2017.
[6] 许尧，马欢，许旵鹏，等.智能变电站继电保护智能运维系统自动
配置技术研究[J].电力系统保护与控制，2022，50（11）：160-168.

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