220 kV智能變電站繼電保護系統可靠性探析

金基偉，楊 令，王開波，鄧德茂，張祥龍

（貴州電網有限責任公司遵義供電局，貴州 遵義 563000）

1 智能變電站繼電保護系統的特征

1.1 智能化信息應用

對于變電站設施的完善，智能變電站繼電保護設備的功能極為關鍵。當前，智能化網絡技術已經成為現實，并在實際工作中普遍應用，發揮了極為理想的應用效果。這也直接壓縮了變電站二次回路連接次數，從而全面提高了變電站穩定性與可靠性，變電站運行也因各類數據采集與應用而變得更加方便。智能化信息應用有效提升了變電站繼電保護系統的應用水平，并在一定程度上滿足了人們日常生活中對電的需求，提升了人們的生活水平。該特征可以促使變電站繼電保護系統得到更好的應用。

1.2 數字化數據采集

智能變電站不同于傳統變電站之處主要在于電子互感器與光學變壓器在智能變電站中大量應用。這也進一步提升了變電站電力數據采集與電壓數據采集的成功率與有效性，變電站運行的安全性與可靠性也得到全面提升。由于應用了光學互感器與電子互感器，因此數據采集過程中可以更有效的匯總各種數據信息，進一步拓展測量范圍，迅速提升測量精度。具體實施階段的數據傳輸工作通常可以利用網絡科技、電腦科技的強大支撐而順利完成，既可以全面減少傳輸的難度，又有效提升了運行效率。大數據時代推動數字化的應用范圍不斷擴大。因為對于變電站繼電保護系統應用，數據的來源渠道比較廣，途徑比較多，所以實現數字化數據采集就可以使數據得到更好地處理和分析，最終結果也更具真實性與準確性。

2 智能變電站繼電保護可靠性分析方法

對于智能變電站繼電保護，可靠性是十分重要的，也是必備的性質特征。智能變電站的設計以及應用有效突破了傳統變電站應用模式以及設計理念的限制，且安全性和可靠性能都得到了進一步提升。具體地，可靠性模型構建的最大優勢在于可以讓它和系統保持統一。通常，可以利用各種各樣的方法建立模型，如蒙特卡羅模擬法。蒙特卡羅模擬法的基本原理主要表現在隨機選擇電腦元件，抽樣檢測故障事件，就此構成失效概率，隨后可以通過系統來合理地求解系統可靠性。但是此法對元件數量眾多、結構復雜的智能變電站并不適用。假如系統結構本身就比較繁雜，那么在利用馬爾柯夫模型時將加劇模型復雜性，增大其體積，處理效果不理想。此外，利用馬爾柯夫模型時要求故障分析者必須具備更高的技術水平與技術素養。利用馬爾柯夫模型的另一個不足之處就在于無法橫向比較不同研究者的分析結果，因此無法形成統一性的意見。對于復雜系統的可靠性分析與建模，運用可靠性框圖法非常有效。以GOOSE報文傳輸網絡結構與智能變電站過程層SV為基礎，基于可靠性框圖法即可完成可靠性評估模型（繼電保護系統）構建。此外，可以基于原理對繼電保護的可靠性進行分析。繼電保護的可靠性保護是對系統中的元件系統進行保護，并在一定的環境、時間內，使得其中的元件能夠無故障地完成電力運行的要求。因此，對于繼電保護存在的互相分析也可以從可靠性出發[1]。

3 智能變電站繼電保護可靠性提升策略

3.1 變壓器繼電保護配置措施

可靠性對于智能變電站繼電保護十分重要，因此針對實際應用中存在的問題，需要提出相關的改進策略。電力系統電壓一般均為額定電壓，以確保供電穩定性與可靠性，過高或過低的電壓均會明顯干擾配電系統運行。對于電壓控制，智能型變電站一般利用變壓器來控制電壓，所以這種保護裝置的功能極具決定性。變壓器保護功能一般基于分布配置策略得到體現，以保護變壓器不受損害，同時有效繼電保護差動。變壓器后備保護階段，基于集中配置技術同樣可以將獨立化安裝技術目標與需求實現，以滿足非電量繼電保護的需要。電纜和斷路器一旦連接，就可以形成比較理想的繼電保護效果，從而進一步提升其可靠性。此外，提升智能變電站繼電保護系統可靠性還可以通過優化繼電保護系統的結構進行。這就需要在設計過程中對每一個設計環節都進行嚴格的要求，還需要不斷創新技術，積極借鑒國外相關方面的先進技術經驗。為提升智能變電站繼電保護系統的可靠性還需要加強對變壓器配置的保護以及繼電保護系統的線路保護等。完善相關制度，保證效率質量，以有效提升智能變電站繼電保護系統的可靠性[2]。

3.2 應用可視化技術

為提升繼電保護的可靠性，需要有效地處理好智能變電站的故障。目前，信息化時代已經形成。但分析繼電保護故障監控、研究及處理實踐可知，傳統的數據、表格等處理手段仍在大量使用，不僅增大了人力成本，而且存在較高的錯誤率。為提升智能變電站故障處理效率與質量，可視化技術極有必要引進并運用于變電站。可視化技術可以實現遠程操作，并針對實際應用中存在的問題進行及時的發現和處理。此外，可視化技術可以減少各個變電站之間的操作室的設置等，一定程度上減少了人力成本的投入。

工作過程中的智能電網通常會發生信息傳輸故障，而在檢查故障信息過程中需要有效保護好繼電保護設備。啟動設備過程中，設備產生的中間節點文件大體上吻合故障波形，所以只要在故障發生過程中收集好中間節點文件記錄信息，便能進一步掌握故障波形，把最有效、最直接的排查信息提供給工作人員。同時，可以與故障結合，提出針對性更強的應對策略。

3.3 注重過程層的作用

繼電保護階段，過程層通常能夠有效地保護好系統的母線、輸電線路及變壓器，從而更好地控制電網運行風險，提升電力系統的保護質量與保護效果，合理地控制系統的保護功能，持續優化設施、裝置。主保護定值在過程層中通常不會出現過于明顯的變化，即使電力系統工作階段發生任何一種波動，其波動性也會處于相對穩定狀態。因此，極有必要確保電力系統穩定、可靠運行。

隨著一次設備應用不斷普及，數量直線上升，必須合理劃分硬件與設計開關，以有效確保其獨立性，全面增強電力系統中的輸電線路、母線保護功能。為科學、合理地提升可靠性，需基于多端線路保護對變壓器與母線保護功能形成更加理想的定義，尤其對于站內保護設備，更應選擇同步采樣技術[3]。

4 結 論

智能變電站繼電保護系統運行的可靠性是決定變電站能否發揮作用的關鍵。為了進一步提升智能變電站繼電保護系統運行的可靠性，需要分別從變壓器繼電保護配置措施、應用可視化技術及注重過程層的作用等多個方面加以改進。