智能變電站繼電保護系統可靠性淺析

孫一飛 張家然 張旗 王楚淇 李文濤 石磊

國網遼寧省電力有限公司營口供電公司 遼寧 營口 115000

引言：

在我國社會發展與日俱增的今天，智能變電站已在全國范圍內逐步進行推廣使用，在此發展階段，繼電保護系統發揮著至關重要的作用。因此雖然利用現代科技技術建設出更加穩定及智能的變電站，但是也對繼電保護系統提出了更加高層次的專業技術要求，需要提高繼電保護系統的可靠性。

一、智能變電站

智能變電站是隨著當前智能電網的發展而構建的，使信號傳輸實現數字化與智能化，進而提高電力系統整體的信息傳遞速度，從而使我國電力事業在智能化發展道路上順利前行。智能變電站的構建是智能化的，當低壓負荷量減少時，變電站可以自主的實現輸送電量的降低，以此對電能起到有效節約的效果；而當低壓負荷量增加時，變電站會及時進行電量補充輸送，滿足負荷量的需求，因此降低了工作人員的數量，節約了大量的人力資源，也提高了電網系統的安全性。智能變電站主要是通過網絡連接將以往的電纜連接方式取締，每個變電站設備之間均通過網絡傳輸進行數據交換，這樣不僅能夠實現低碳環保的效果，也提高了數據之間的交互效率，保障了設備的正常運行，但是也對設備的保護措施提出了更加高規格的要求，如運維工作、功能分布、設備維護、配置重組等等方面，在當下智能變電站快速發展的時代，我們應盡可能的提高繼電保護的可靠性、安全性，盡可能的是變電站工作狀態保持在一個最佳水平上。

二、繼電保護系統可靠性分析

（一）就地化間隔保護

就地化間隔保護在繼電保護中也一樣要遵循四項基本要求，即可靠、選擇、靈敏、速動，繼電保護裝置需要靠近被保護的設備進行安裝，直接的縮短兩者之間的距離，從而實現保護裝置的就地化設置，解決以往智能變電站中繼電保護采樣的復雜性、數據不牢靠、保護動作時間延遲較長等問題。

就地化間隔保護采用電纜采樣、電纜跳閘的方式，通過環網通信建立之間信息傳輸的通道，要求盡可能的小型化、標準化，同時又不需要加以防護的安全性安裝。小型化安裝即是指采用集中緊密的裝置結構，合理的減少裝置的特定尺寸，盡可能的靠近被保護對象進行安裝；標準化即指保護裝置采用標準化接口，實現與設備的統一安裝，“即插即用”，同時也為相應設備的預先準備、模式生產做好基礎；安全性安裝即是指在各形各樣的電磁場力或其他外界環境較為惡劣的干擾下，可進行無防護的戶外安裝。

間隔保護裝置通過貼近一次設備的就近安裝，可采取直接采樣、直接跳閘的方式，減少其他數據傳輸、接收、判斷、輸出的環節，極大的縮減了電氣連接距離。保護裝置采用“電纜取樣”的方式，可直接擺脫外部時鐘的控制保護，并且提高了就地保護的可靠性能；采取“電纜跳閘”的方式，可不再等待接收主站發出的信息判斷及命令，直接自主運行，提高了就近保護的速動性能；即便當站域層網絡或區域通信網絡出現故障，所采集的信息數據無法進行有效傳輸時，就地間隔保護的主保護特性也不會受到嚴重的干擾，實現間隔保護的充分“自治”功能；就地保護裝置在實現連閉鎖功能時，主要通過的網絡方式是GOOSE，以此可最大程度的體現出IEC 61850的信息共享特點。

在確保就地化保護裝置可靠性的前提下，可在智能變電站發展中，合理的對就地化間隔保護進行科學的集成，需要遵循以下兩個原則：其一是對象原則，在原有的就地化保護中，會出現同一被保護對象與不同保護同時建立連接，其主要的信息模擬量及開關位置基本上是一致的，因此可以考慮集成至同一保護中，如母聯保護可集成到站域保護中。其二是運行原則，原有的保護中，3/2接線短引線保護，只有在主變間隔停止使用后，才能運行，但是斷路器卻是一直的運作，因此可以將短引線保護集成至斷路器保護裝置中，完成運行上的集成。

（二）多層次的保護系統

智能變電站中繼電保護是由多層次的保護系統共同建立而成的，即就地間隔層、站層區域及站與站之間的區域電網層，就造成了以往的各個層次的集中保護需要合理、科學的分化到這三層保護系統中去。站與站之間的區域電網層主要是利用站間信息的傳輸與判斷對本站的變壓器等設備進行優化處理，同時做好設備線路后備保護；站層區域的保護主要利用站域信息的判斷與傳輸，對站內設備進行后備保護；就地化間隔保護主要是通過電纜直采直跳方式，對信息進行直接判斷及處理，進而實現各間隔的“保護自治”思想，同時也擔任著向站域層及廣域層保護裝置的信息輸送。

三、在全新的智能變電站繼電保護中需要格外注意的工作要點

其一，在繼電保護系統的建設過程中，需要緊密貼合其可靠性、速動性、靈敏性及選擇性的特點，就地保護裝置的在設置安裝時要必須確保電磁環境適應性、氣候環境適應性等方面。其二，繼電保護系統的“無盲點”監測，智能變電站的信息傳輸主要是通過通信光纜進行的，工作人員不能直觀的進行檢查或維修，應當加強對保護功能與設備信息的監控，進而完成保護裝置、網絡連接、信號輸入、信號輸出的自檢功能。

四、結束語

隨著我國科學技術的不斷提高，智能變電站的發展必然會形成一定規模，為廣大群眾帶來更多便捷的服務，同時其安全可靠性能也會不斷的提升，保護人們的生命安全。而智能變電站的發展離不開繼電保護系統的可靠性研究，因此提高繼電保護系統可靠性的工作是至關重要的。