提高智能變電站繼電保護可靠性的措施分析

汪鳳鳳 焦磊 周慧源 張明泉 王琳

摘 要：本文首先簡要闡述了智能變電站和繼電保護的概念和作用，然后分析提高智能變電站繼電保護可靠性時有哪些技術要點，最后提出了五點提高智能變電站繼電保護的方法，幫助電力企業有效地進行智能變電站的繼電保護。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；可靠性

引言：隨著技術的提高和社會的需要，很多行業都大量使用信息化技術提升自身的技術水平，催生出大量的全新產品。智能變電站就是在傳統繼電保護的基礎上，加入了智能化結構，為了保證智能變電站的穩定運行，需要提高其繼電保護可靠性。

一、智能變電站和繼電保護

1.1 智能變電站

智能變電站運用了電子通信網絡技術二次系統，采集電力系統內部的信息，對電力系統的狀態進行測量，最后發出指令控制電力系統。這種方式充分利用了電力系統信息，依靠智能化的程序對系統做出正確判斷，從而實現智能化、自動化管控。智能變電站的最大優勢就在于，它利用了數字化的技術和網絡信息交互，使得其能夠獲得更多的信息，從而對電力系統進行檢修和調整，保證電力系統安全、平穩地進行電力輸送。智能變電站依靠先進的電子式互感器，能夠對周圍的電壓、電流進行準確的采集，然后以數字信號的形式傳入變電站中，比傳統的互感器更加高效。

1.2 繼電保護

智能變電站的繼電保護分為過程層和間隔層，繼電保護系統中的主要元件有交換機、合并單元、網絡接口和電子互感器等。在電路運行時，智能變電站將采集到的信息進行匯總和分析，并將結果和命令傳給繼電保護系統，繼電保護系統指令，操作斷路器的跳合閘[1]。繼電保護的目標是保證變電站在固定的時間范圍內完成規定的功率，繼電保護的可靠性可以分為可修復和不可修復兩種。在進行繼電保護系統工作時，可以使用一些公式進行計算，對系統單元和子單元進行調整，來保護變電站的可靠性。

二、提高智能變電站繼電保護的技術要點

2.1 保證電子裝置的可靠性

智能變電系統有很多電子裝置，整個系統的穩定性和運行狀態都和電子裝置的關系十分密切，而在實際的工作當中，很多外界因素和內部因素都會導致電子裝置運行不穩定，比如潮濕的環境、變化的溫度等等，這些外界因素通常是難以控制的。為了保證其穩定，通常會選擇穩定性較高的電纜。

2.2 強調保護系統的時效性

保證系統的時效性能夠準確傳遞各種信息，避免發出錯誤的判斷，而繼電保護系統的時效性保護需要通過寶數字傳感器的準確性來進行。系統內的信息傳播是會出現時間差的，主要源于交換頻率和傳播時間導致，繼電保護系統就會有一定的延遲。為了減少這種由于交換器傳輸造成的誤差，可以由技術人員進行調整，在采樣的過程中分析設備的誤差率，調整數據信息降低誤差的影響。

2.3 保證繼電系統的協調

傳統變電站的一個最大問題就在于互感器保護時間同步性很差，當對做出調整時往往會有很大的延遲。相比之下，智能變電站擁有更加快速的信息傳播速度，延遲明顯降低，極大程度上實現了信息同步。智能變電站保證信息同步的方法是線路差動和同期檢測，在采集不同變電站的信息時，智能化系統的終端都有很大的不同，比如終端的信息幅度和強度變化。因此，為了保證變電站的穩定，還需要提高數據的同步性，在不同方面的數據同步的情況下，變電站才不會出現電壓過高或者電流過大的問題。

三、提高可靠性的技術措施

3.1 過程層繼電保護

過程層的繼電保護能夠保證繼電器快速進行跳閘，并且能夠保護變壓器、母線、輸電線路等設備，避免電網在運行過程中存在的風險，保證對電力的及時調度和對整個電網的保護。需要依靠電力調度系統的保護作用來簡化配電裝置。在電路運行時，主保護定值的波動相抵比較小，在電力系統運行狀態發生變化時，主保護定制的變化也不太大，從而實現電力系統的穩定運行和運營[2]。在繼電保護系統中，有很多一次性的設備，因此必須要實現硬件相分離，對不同的元件進行隔離保護，從而提高對母線和輸電線路的保護效果。在保護輸電線時，可以使用不同開關電源，并對這些開關電源進行單獨采樣，成分使用主保護通信口對整個電路進行調整，來全面掌握電流的情況。還可以使用多段輸電線路來保護智能變電站中的變壓器和母線，采用跟蹤采樣的方法，對保護的電路進行采樣，為了提高采樣的準確性，還需要在采樣過程中根據主站的采樣結果進行調整。

3.2間隔層繼電保護

為了提高對智能變電站的繼電保護水平，可以采取雙重化的模式集中配置變電站的繼電保護。首先需要后背設備能夠承接開關失靈保護功能，以此為起點，保護周圍的連接線路和對端母線，并很對電力系統可能出現的故障種類做出判斷，制定出合理的跳閘策略，充分保護電路。同時，還要對全站進行集中的等級配置，配置之前要制定多套方案，并根據變電站的實際情況，對方案的合理性和可行性進行分析，選出和變電站自身情況最符合的方案，有效通過繼電保護來保護整個智能變電站。

3.3環形結構母線保護

環形結構是一種非常可靠的結構，該結構在繼電保護中經常使用，并且，在繼電保護系統中，該結構往往對整個短路系統的運行都有十分關鍵的作用。并且，保證智能變電站的母線結構，并不會使用太多的傳統結構，這時一般都是采用了環形結構來滿足智能變電站繼電保護系統的需求。如果在繼電保護系統中使用環形結構，能夠有效提升整個系統的各種不同的指標，并且，環形結構可以保證電力的穩定，降低元器件自身在工作期間的損害，降低了故障率，提升了可靠性。根據實際經驗，加入了環形保護裝置的智能變電站，其余性穩定性、可靠性和安全性都是更高的。

3.4 提升對變壓系統的保護

運行中的智能變電站為了保證安全和輸電的穩定，通常會對變電站的電壓額度進行限制，如果沒有有效的控制電壓，就很可能出現電壓過載或者電壓不足，變電站就變得不再穩定，因此必須要對電壓進行調節，來保護變電站。智能變電站中的電壓調節功能來自于變電站的變壓系統，為了能夠提升智能變電站的電壓控制，就需要提高對變壓器的保護[3]。可以應用合理的分布式配置來構成配電保護系統，充分分散變壓系統面臨的工作壓力，避免因為調解過程中出現過大的壓力情況導致智能變電站無法正常運行，從而保證變壓系統的安全性。相關人員還可以在后背裝置繼電保護期間使用集中配置的方法，或者結合實際的用電情況和變電站的需求，對配制方法進行調整，提高智能變電站繼電保護系統的可靠性。

3.5 提高工作人員的水平

智能變電站的繼電保護裝置已經經過了很多年的發展，但是網絡技術加入到其中在一定程度上已經改變了傳統的繼電保護理念，就像上文提到的，很多信息都采取了數字化的方式進行表述，工作人員必須要熟悉數字化的原理和相關的技術規范，并且掌握計算機技術和電氣通信技術，才能在繼電保護系統出現問題時有效處理，需要對技術進行升級時依然可以較好的進行系統維護，保證工作效率。

結束語：當下，人們的正常生活十分依賴于電力，如果電力輸送不利，無論是普通的生活活動還是生產活動、商業活動都會受到巨大的影響。還需要繼續加強對智能變電站的繼電保護研究，保證它的穩定運行，讓電力繼續推動社會的發展。

參考文獻：

[1]劉忠民，牟小雪，黃鳳英. 淺析提高智能變電站繼電保護可靠性的措施[J]. 電子測試，2016（01）：107-108.

[2]王加輝. 關于智能變電站繼電保護可靠性提高的措施分析[J]. 科技視界，2017（31）：125+93.

[3]馮迎春. 提高智能變電站繼電保護可靠性的措施分析[J]. 工程建設與設計，2017（20）：35-36.