數字化變電站繼電保護系統的可靠性研究

【摘要】與傳統變電站繼電保護系統相比，數字化變電站繼電保護系統發生了許多變化。本文主要對數字化變電站繼電保護系統的可靠性進行研究。

【關鍵詞】數字化變電站；繼電保護系統；可靠性；研究

一、數字化變電站繼電保護系統架構

數字化變電站繼電保護系統主要由一體化監控系統以及層次化保護系統組合而成。一體化監控系統能夠更好的實現對管理機的有效運用以及為其提供更好的數據保護，促使MMS監控與保護的獨立，保證其界面的管理更加清晰，如圖1所示。層次化保護系統主要有站域級控制與保護，地級廣域級保護控制與地級繼電保護裝置。其中，低級繼電保護主要由就地化線路、智能終端以及集成性智能終端等組成，就地化保護能夠與電氣實現直接有效的連接，其本身有著非常高的可靠性；地域級主要由站域保護和站域級保護管控共同組合而成，站域級管控的內部主要有保信子站、智能診斷、可視化分析以及二次狀態監測等相關操作。

二、數字化繼電保護系統的信息流和拓撲結構

（一）同步對時信息

同步對時信息的重要作用是接受北斗系統或者GPS的時鐘信號，其起點為同步時鐘源，主要依靠保護單元、時間間隔合并單元和智能終端等完成信息發送。當前，變電站對時方法有以下三種：編碼對時、脈沖對時和網絡對時，其中使用最廣泛的是IRIG碼對時和PTP對時，拓撲結構會隨著對時方法的變化而變化。

編碼對時和脈沖對時通常是同步時鐘源經過對時設備和傳送介質聯合，具備相應的對時網絡，主要分為分級星型結構和星型結構等兩種。網絡對時主要是由交換機組成的以太網，這種對時不僅可以獨立組網，還可與其他報文共同使用網絡，通常是樹狀路徑，具有較高的冗余度。

（二）GOOSE報文信息

這種報文主要是訂閱者和發布者兩種形式，以此來完成裝置間的點對點傳輸。GOOSE報文在繼電保護系統中通常是開關位置、跳合閘等位置信息的介質，實現智能終端與保護單元之間的傳送，從而有效控制斷路器。

（三）SV報文信息

該報文主要依靠合并單元、互感器和交換機網絡來實現保護單元，其中交換機通常主要虛線方式來表示，因為其具有不同的采樣傳輸規約間，若是想要實現點到點的傳輸，則不用借助交換機網絡即可。當前，國內使用最廣泛的規約有IEC61850-9-2、IEC61850-9-1和IEC60044-7/8等，這三種規約均具有各自的優點和使用特征。

三、增強數字化變電站繼電保護系統可靠性的措施

（一）保護線路

當前，我國電力行業主要借助縱聯差動的保護形式來具有針對性的保護線路，這種保護形式指的是在裝置設計時采用后背式和集中式的保護方法，這兩種保護方法都能夠采用有效解決措施及時解決配置中出現的問題，為輸電線路安全正常運行打下良好的基礎。

（二）保護變壓器

在構建輸電系統時，需要事先計算和預判輸電電路的電壓承受能力，因為輸電線路電壓承受能力過度或不及都會對其形成一定的傷害，所以應該對變壓器系統采取保護措施，保證輸電線路的電流大小。對電力系統而言，變壓器具有十分重要的作用，可以為變電站繼電保護提供有力的重要保障。

（三）提高計算系統的可靠性

要信息順利傳送，應提高繼電保護系統的穩定性和實施性。信息和信息回路通常是直接連接，直接關系到繼電系統的工作。然而繼電系統又是由多種不同元件和系統組成的，其中某些部分出現問題，會導致整個系統無法正常運行而出現各種事故。因此，要對系統可靠性進行科學合理的計算，找出系統各部件之間的關系，通過計算來提高繼電保護系統的可靠性，減少或避免系統故障的出現，保證系統安全正常運行。

（四）增加系統冗余性

為更好實現對數字化變電站繼電保護可靠性的提升，對系統的冗余性進行提升非常重要。在進行實際操作時，應通過下列措施來實現：第一，以太網中的數據鏈路層技術能夠實現對變電站自動化的有效支持，并通過多種模式來更好地實現其目標；第二，結合網絡架構的具體需求來實施分析，網絡架構通常是由三個不同的網絡組合而成，最主要的目的是為了能更好地實現對數字化繼電保護系統可靠性的有效提升。

四、結語

在數字化變電站繼電保護系統可靠性過程中，首要前提就是提高繼電保護設備可靠性和穩定性的需求，只有這樣，才可以促進數字化變電站不斷建設和發展，在實際構建過程中，需要選擇適當合理的計算方法來保證繼電保護系統的可靠性，以此促使該系統有效構建。

參考文獻

[1]李志鵬，賈瑞恒.數字化變電站繼電保護系統的可靠性研究[D].南方農機，2018（08）.

[2]楊杰.數字化變電站繼電保護系統的可靠性研究[J].電力專欄，2018，41（03）：8～13.

作者簡介：蔣文洪（1975.09—），男，重慶大足人。