智能變電站繼電保護系統可靠性分析

賀首喆

【摘? 要】在人們的日常生活中，電力能源十分重要，隨著我國科學技術的不斷發展，電力行業也取得了明顯的進步，電網建設水平也逐漸提高，使變電站智能化普遍的得到應用。為了保證智能變電站的穩定運行，繼電保護系統發揮著十分重要的作用，提高智能變電站繼電保護系統可靠性十分重要。本文就對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行深入探討。

【關鍵詞】智能變電站;繼電保護系統;可靠性

當前，智能變電站保護調控實現了一體化功能，使得系統和系統間能夠互聯、互通，同時提高了變電站繼電保護系統的交互水平，保證電網能夠安全、保質保量、穩定運行，能夠更好地保護和控制變電站。但是，在我國變電站智能化水平不斷提高的情況下，依然存在一些問題。一方面，變電站工作人員的素質沒有隨著變電站智能化的發展而提高，導致工作人員和工作崗位相脫離，不符合時代發展的步伐;另一方面，變電站的保護措施不夠完善，容易造成繼電保護系統出現故障，從而引發安全事故。基于此，需要提高智能變電站繼電保護系統的安全性和可靠性，準確分析和計算變電站可靠性數據，有效提高變電站的穩定性，從而推進我國智能變電站繼電保護系統的穩定發展。

1、智能變電站及繼電保護內容闡述

所謂的智能變電站主要是指通過使用先進可靠、集成與環保的智能設備，在變電站信息數字化、通信平臺網絡化以及信息共享的要求下，能夠自助實現變電站數據信息的采集、測量、保護、計量以及監測，同時要求該類型變電站能夠具備電網實時自動控制、智能調節、在線分析以及協同互動等高級功能。一般來說，智能變電站具有一次設備智能化、二次設備網絡化的特點，其對智能電子設備以及網絡通信設備的使用，能夠影響變電站的繼電保護系統。繼電保護主要是針對智能變電站系統安全建設與運行所提供的保護供電設施。在智能變電站的具體運行中，對于電力系統中出現的故障、異常情況，繼電保護通過發出報警信號、必要的隔離措施，進而對運行的電力系統提供安全保障。當前智能變電站繼電保護主要受到智能變電站總體框架、網絡通信技術、智能電子設備、電子式互感器以及IEC61850標準等五個要素的影響，五個要素之間相互影響、互為依靠。

2、智能變電站系統對繼電保護的影響

2.1對數據信息的影響

智能變電站系統對繼電保護中的影響具體體現在數據信息上。其中，繼電保護裝置中的數據傳輸工作受到智能變電站系統的影響具體體現在以下方面：第一，互感裝置的置換。傳統繼電保護系統中所使用的互感裝置主要為電磁互感式，其實際傳輸及調節也需要進行進一步的升級與優化。當前智能變電站系統則多用電子式互感裝置，并且該裝置在原有基礎上提升了頻帶寬度及響應速度;第二，提升繼電保護裝置中的數據傳輸方式，并由現代二次信息網絡傳輸方式代替了原有電纜連接方式。例如：在將現代二次信息網絡傳輸方式進行應用的過程中，它能夠促進數字化、網絡化、和智能化發展，實現智能調節、自動和在線分析的高功能變電站形成。

2.2對繼電保護系統影響

智能變電站系統對繼電保護系統的影響具體體現在以下方面：第一，網絡化的數據交換有效改善了傳統繼電保護裝置中的采集及計算問題，從根本上提升了繼電保護裝置中的靈活性;第二，提升了原有繼電保護系統中的功能性，使二次回路具有監測控制的性能;第三，對繼電進行保護時，其能夠在很大程度上實現對數據的保護，從而能夠實現以保護裝置為核心的電力系統運行模式;第四，有效改善了過程層的統一采樣及數據整合期間存在的弊端。

2.3對繼電保護系統發展趨勢的影響

第一，繼電保護數字化。在智能變電站系統的發展過程中融合了大量的數字技術。因此對繼電保護裝置進行進一步優化時也應朝向數字化發展，結合數字化傳感裝置增加電網通訊系統的信號傳輸渠道，并有效降低了原有傳感器中易出現測量誤差等問題，提升了傳感器的運行過程中的平穩性;第二，繼電保護的集成化發展。由于智能變電站系統相較于傳統變電站相比增加了眾多的電力設備，因此在對繼電保護裝置進行更新的過程中，也要注重其自身的集成化發展方向，并在原有基礎上對擴寬智能變電站運輸數據的采集渠道，以從多角度，全方面分析與整合信息資源的具體內容，為智能變電站繼電保護系統的安全以及可靠性運行打下堅實的基礎。

3、智能變電站繼電保護系統的可靠性

3.1加強線路故障維護

在智能變電站系統應用過程中，為進一步提升其自身的可靠性與安全性，工作人員還應在原有的基礎上加強對線路故障的維護，并結合相關檢測措施，將其控制在一定間隔單元當中，從而做到從根本上控制與監督電力系統在總體運行的情況。

3.2過程層繼電保護

過程層的繼電保護就是將系統迅速跳閘的功能進行實現，保護變壓器、輸電線路以及母線的設備，并有效的保護電網調度系統。電力系統運行方式出現變化，主保護定值中的小波動并不會變化，能夠使電力系統穩定運行。一次設備中的保護要求開關設計需要與硬件相分離，實現獨立性的保護，并保護母線、輸電線路。在相同輸電線路中進行獨立采樣，相加開關電流，發揮主保護通信口的調整過程，綜合處理系統電流。智能變電站中保護母線、變壓器，可以發揮多端線路保護的作用，并通過站內保護設備進行同步采樣。同步調整變電站主站采樣，使采樣數據的適用性得到強化，也使采樣數據的可靠性得到提高。

3.3完善變壓器配置保護

變電站電壓是電力系統運行中的一個重要參數，一般情況下，為了保障變電站運行良好，需要為變電站電壓額度設置限值，因為在電壓額度超出一定限定值或是不足的情況下，電力系統的穩定運行都會受到不利影響，因此變壓器保護是繼電保護系統運行的關鍵環節。對此，在進行變壓器配置的過程中，可以采取分布式配置方式，對變壓器系統的壓力進行適當的分散，避免出現變壓器春泥更受壓力過大導致故障問題發生。相應的，在繼電保護系統后期配置時，為了避免系統過于復雜威脅到運行效果，最好采用集中配置的方式，充分發揮出繼電保護系統的功能，為變壓器的穩定運行提供良好的保護。

3.4系統冗余設計

繼電保護中，優化系統冗余能夠防止出現系統錯動、拒動問題，使系統更加可靠。強化繼電保護的冗余性需要做好兩個方面的內容。首先，利用以太網交換機中的數據鏈層技術，實時監控變電站的自動化。其次，變電站網絡架構需求不同，依據總線結構、環形結構、星型結構3個基礎網絡結構的特點科學的應用。總線結構能夠使接線減少，但是需要提高冗余性，使用過程中長度要求是比較大的。對于環形結構，環路上任意點都能夠提供冗余，有很好的冗余性，但是需要很長的收斂時間，對影響系統重構。對于星型結構，其等待時間不長，物冗余度，可靠性不強。對于這3種結構，需要結合自身的需要優化選擇，從而使變電站繼電保護系統的可靠性得到提高。在對系統冗余進行設計時，還需要對投入率進行分析，不僅提高系統的可靠性，也能夠順利實現經濟效益。

4、結語

綜上所述，隨著近年來我國電網建設事業的快速發展，在信息技術深入發展的今天，智能變電站已成為我國電網建設的重要組成部分。為了進一步保障我國智能變電站的安全正常運行，加強繼電保護系統的可靠性成為當前建設的重要內容。通過對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行分析，從硬件系統與軟件系統中，采取有效措施增強該系統日常運行的穩定性，進而為我國電力事業的發展提供安全保障。

參考文獻：

[1]錢世偉.智能變電站繼電保護系統可靠性分析[J].山東工業技術，2016（18）：128.

[2]肖繁，王紫薇，張哲等.基于狀態監測的繼電保護系統檢修策略研究[J].電力系統保護與控制，2018，46（6）：74-83.

[3]徐晶冉，徐雯.智能變電站繼電保護系統可靠性分析[J].山東工業技術，2016（22）：121.

[4]陳棟梁.智能變電站繼電保護系統可靠性分析[J].四川水泥，2018（10）：300