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摘要：近些年，随着经济的发展，智能变电站越来越应用于人们生活之中。近年来，伴随着智能变电站的大范围推广应用，电子式互感器、合并单元、智能终端等新设备广泛应用于智能变电站建设之中。目前，智能化继电保护设备的布置方式由二次小室集中布置逐步向采用预制舱和户外柜等就地化方式过渡，就地化、小型化继电保护装置以及二次设备就地化整站实施方案已在研究之中，新技术、新设备的应用也给建设、调试、运维及检修工作提出了新的要求，智能变电站发展面临新的挑战。
关键词：房屋建筑；施工；应用；结构加固技术
引言
随着经济社会的快速发展和城镇化进程的不断加快，电力行业发展不错。而在电力工程发展建设过程中，智能变电站的出现推动了电力事业的发展。相对与传统变电站，智能变电站有着更好的发展优势和更高的发展要求。随着在科学技术水平的不断提高，继电保护技术发展迅速，在实际应用中也取得了非常显著的研究成果，特别是在智能变电站继电保护上面，继电保护技术所具有的作用更加明显。
1智能变电站概述
智能变电站中应用了很多数字化的网络技术，数字化技术保证了网络信息的顺畅度，在保证设备智能化水平的同时，可以发挥网络信息的应用优点，对变电系统中的配电装置进行统一控制。智能变电站的显著特征就是一次智能化和二次网络化，这类运营方式降低了变电站的运营成本，提升了变电站的送电效率。智能变电站改变了光缆的应用方式，解决了过去存在的交直流串扰等电磁兼容问题。在智能变电站被应用过程中，继电保护装置改善了传统的变电环境，提升了电力系统的稳定性。智能变电站的组成结构大致分为三部分，分别是变电过程层、变电间隔层、变电站控层。整个系统的组网方式采用冗余以太网架构，继电保护采用“直采网跳”或“网采网跳”的原则进行组网配置，网络采用双星型结构，采用双网双工方式运行，提高网络冗余度，能实现网络无缝切换。变电间隔层和变电站控层在对电力数据进行控制时，可以达成数据共享，优化变电站的信息处理功能，过程层在变电站中起着过渡的作用，在被应用过程中，保持变电站稳定性。而智能变电站中的继电保护装置就是维护变电站的稳定性，保证智能变电中电力设备的运维安全。
2就地化继电保护关键技术
2.1设备软硬件高可靠性设计要求
2.1.1就地化继电保护应用环境的复杂性
我国地域宽广，幅员辽阔，各地气候环境差异极大，例如东南沿海的极端盐潮、东北地区的极端低温、西北地区的局部极端高温等，就地化继电保护装置下放到户外开关场后，处于户外无防护环境，必须适应在上述各种严酷环境中长期运行，对装置本身各项性能的设计裕度提出了更高的要求。就地化的保护装置应能适应其所处环境的温度、湿度，防止空气中的水分及腐蚀性介质侵入造成的损坏，同时还应具备抵御变电站内复杂的静态及暂态电磁干扰的功能。因此，在进行产品设计时，应充分开展环境影响因素分析，用于指导材料、器件的选用以及软硬件的冗余、防误设计，同时考虑抵御外部复杂气候、电磁、机械环境造成的破坏，提高二次回路可靠性。
2.1.2气候环境适应性
统计资料表明电子元器件温度每升高2℃，可靠性就会下降10%；温升为50℃时电子元器件的寿命只有温升为25℃时的1／6。55%的电子设备失效是由温度超过规定的值引起的。我国新疆吐鲁番地区夏天极端情况下，近地面（2m）温度超过60℃，装置内部局部最高温度可达90℃以上，严重影响装置的可靠性。因此，在进行产品设计时，可选用汽车级电子元器件，并根据有利散热原则合理布局内部功能模块及元器件，采用导热衬垫及硅脂等材料将电子元器件的热耗导出至壳体，并通过壳体的高密度翅片散至装置外部。当电子设备经历潮湿或其他恶劣气候环境时，有可能由于腐蚀效应而失效。材料受环境介质的化学作用而发生性能下降，状态改变，直至变质损坏。为防止腐蚀介质侵入装置内部，在端盖结合面、进出线口、导光零件等处采用高性能的“O”型密封圈或密封胶结合压力分布设计实现装置的整体密封，同时将直接裸露于外部环境的零部件表面镀涂致密的防护层抵御腐蚀。
2.1.3电磁环境适应性
户外就地安装的继电保护装置所处的电磁环境更为复杂、恶劣，其不仅要经受变电站内各一次设备正常运行产生的静态电磁波的感应骚扰，同时，还需抵御高压开关动作、雷电等现场产生的暂态电磁波的冲击。目前，要求继电保护装置等承受不低于6kV快速瞬变和6kV浪涌的试验要求。为确保继电保护装置不因受到干扰而造成误动、拒动或其他不正常工作状态，装置内部需要设置有效的泄放回路，确保将各类干扰所产生的有害能量及时导出。
2.1.4机械性能
继电保护装置被移至户外安装后，不再受原有户内安装的屏柜的支撑及保护，其所受的机械环境变得更为复杂和恶劣。在极端情况下，户外继电保护装置会受到冰雹、台风、飞石等偶发现象的破坏，严重的会直接导致装置及相关电路的失效。计算表明，就地化继电保护装置的5mm厚铝制外壳在受到20J的外部冲击时，其最大塑性形变可控制在0.3mm以内而不受损坏。不过，由于装置外表面受到冲撞、跌落而引起的对内部构件的冲击危害更为显著，特别是印刷电路板上焊接的各类元器件。因此在进行就地化继电保护装置的内部布局时，应根据应力及形变分布合理避让失效风险位置。在空间允许的情况下，可采用辅助支撑增加强刚度，或采用弹性材料吸收瞬间作用产生的能量，对内部构件进行防护。
2.2构建数据帧传输
智能变电站继电保护技术在保护装置上摈弃了传统的专门采样、命令信号通道，使信号传输具有网络性。传统的继电保护技术在处理速率以及通道固定等方面不具备动态性，相比智能继电保护技术较为固定。而智能变电站继电保护技术实现了高速的数据采样、多控件信息获取，并实现了高速的网络交换和人机交换。当然，实现数据帧的传输必须建立在“三层两网”的架构之上，高速的网络传输也对继电保护有一定的约束，因此完善“三层两网”架构的构建是实现数据帧传输的重点工作。
2.3完善模块化保护功能
与传统继电保护装置不同的是，智能变电站的继电保护技术实现了模块化的保护功能，完成了不同网络层的信息共享。智能变电站技术保护采用“分散”的保护技术，使继电保护不依赖于装置，而是取决于不同的网络性能，模块化保护使继电保护稳定性更高。
结语
总之，可以这么说，智能变电站继电保护技术实现了电网发展的质的飞跃，是降低耗能、资源可持续发展的重要技术。智能变电站继电保护技术在保护采样、信息传输与同步以及稳定性、安全性均比传统变电站继电保护技术有了改革，并实现了继电保护的自动化控制，笔者相信智能变电站的继电保护技术能够为世界的电网建设带来新的变革。
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