智能變電站繼電保護可靠性研究

胡靜 丁峰 陶偉龍

【摘 要】隨著電力事業的快速發展，智能變電站的數量不斷增多，在變電站運行中繼電保護裝置發揮著重要作用。本文主要對繼電保護進行分析，并探討提高其可靠性的方法策略。

【關鍵詞】變電站;繼電保護;可靠性;智能變電站

為了順應時代的發展潮流，電力企業在相關設備以及系統方面投入了大量的資金，促使它們不斷地轉型與升級。電力企業必須通過保證繼電保護設備的穩定運行，來提高電力系統的穩定性，并為智能變電站的供電安全提供有利保障。總的來說，現代化的智能繼電保護技術在電力保障方面起著關鍵作用。

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、智能變電站與傳統變電站在繼電保護方面的對比

傳統變電站的裝置，比如測控裝置和保護裝置，它們大部分都使用二次電纜以及傳統的互感器等相互連接，這樣它們之間每個層級都通過隔層進行分層，相關設備之間能夠獨立運行，且相互之間能夠收集和傳出信號。傳統變電站的弊端主要有以下幾個方面：第一，設備之間缺乏靈活性。它們之間的連接是固定的，如果要保證二次設備的安全使用，就需要使用大量的電纜設備，還要保障空觸點的有效運行，從而使設備之間發射出相關的模擬信號，進行信息交換，這種單次的信號傳輸過程耗費時間較長，且會產生信息混亂的現象，不能保證傳統變電站的安全性。此外，在傳統變電站中，各種裝置之間的連接線路較為復雜，如果要對這些線路進行重新規劃，那么工程量相當大，程序復雜，如果在某一環節出現了小問題，就需要重新鋪設大量線路，不僅增加了工作量，且涉及的程序也會相應增加。第二，傳統變電站的供電穩定性和安全性得不到保障，且自動化系統較為落后。在傳統變電站中，遠動裝置和其他一些保護裝置等不能夠獨立運行，需要在小型的電磁模式和集成電路的參與下才能保證其有效運行，且在傳統的自動化系統中，缺乏自我檢測功能，不能對設備進行實時監控。而智能變電站采用雙重保護系統，兩個系統之間是相互獨立的，不存在任何聯系，并配備雙網并行冗余通信協議，從而保證SV采樣數據信息以及GOOSE保護跳合閘保護信號可以實現在電站過程層的無損傳輸。兩套配置方式使繼電保護裝置可以滿足冗余設計要求，從而更好地保護繼電系統的可靠性。主變壓器智能保護終端、合并單元采用組網方式實現連接，從而對GOOSE雙網進行很好地保護。該通信網絡可以實現對變電站系統開關量的采集以及發出傳輸跳閘保護命令，采用IEC標準通信協議實現SV網絡對采集數據信息的傳送[1]。

3、提高智能變電站繼電保護可靠性的有效策略

3.1運行狀態下的繼電保護

智能變電站在運行狀態下，應該采用合理的技術措施，保證繼電保護系統的可靠性。在保證智能變電站運轉安全與平穩的情況下，應根據安全維護方案內容要求，有效維護智能變電站內部運輸線路與母線等電子設施與設備，盡可能規避智能電網運轉風險，進一步提高智能變電站運行安全性。而在采取繼電保護措施方面，最關鍵的是要熟練掌握繼電保護系統功能，應簡化系統配置與設施。可以說，智能變電站處于運轉狀態下，一旦有變動可以對主保護定值設定，而波動較小的數據會納入保護定值中，智能變電站變動不會過于明顯，為其平穩安全運行提供必要保障。但在操作時，智能變電站繼電保護要求開關設計與硬件設備分別保護，合理采用繼電保護措施。

3.2提高軟件系統

在當前網絡通信技術飛速發展的時代背景下，智能變電站繼電保護系統在一定程度上對網絡技術的要求也逐漸增多。為了更好地在這種依賴上實現安全運行，需要提高軟件系統的整體可靠性。在具體操作上，可以使用插值算法來代替時鐘源，通過對時鐘源發出同步對時信息流，將光纖同步到智能電子設備中，以確保智能電子設備的安全正常運行。同時，可以使用軟件積分的形式來增強報文信息的可靠性。SV報文作為繼電保護系統保護單元的數據報文，能夠對整個保護系統產生較大的影響。通過使用軟件積分，能夠對數據采集器以及保護系統中的電子設備的功率損耗進行了解，增強保護系統維修的精確性，進而實現繼電保護系統的可靠性目標[2]。

3.3加強作業監管及人員技能培訓

從當前智能變電站繼電保護系統的運行現狀方面分析，加強作業監管及提升人員技能培訓，則為保障系統穩定運行有效的措施。具體實施中關于人員技能培訓，變電站企業可通過落實試崗操作，加強作業人員模擬訓練的方式，提升作業人員的專業技能，以及對操作系統的熟悉，確保后期在實踐作業中的操作準確性，保障智能變電站繼電保護系統運行的安全可靠性。另外關于作業監管的落實，可通過實施班組作業的形式，形成作業人員之間的相互監督，相互彌補效果，減少誤操作等不良現象的出現。

3.4強化路線保護

在智能變電站的實際運行過程中，會涉及許多保護設備，對這些設備進行保護是必不可少的一項工作。因為線路保護不僅有利于電力系統各個單元之間的監控和保護，還涉及信息通信方面的監控和保護等功能的有效實施。目前大多采用縱聯差動的方法對線路保護裝置進行實施監管，以減少故障事件的發生。在實際運用過程中，還是需要結合實際情況進行科學合理的處理[3]。

3.5可視化技術的運用

為提高智能變電站繼電保護可靠性，需要對故障實現有效處理。雖然信息技術得到了巨大進步，但是很多繼電保護裝置的運行故障監測和處理還采用表格和數據方式。智能變電站引入可視化技術對繼電保護裝置進行監控是十分必要的，可以實時對繼電保護裝置運行情況，實現故障預警和運行數據采集。智能變電站運行時可能由于數據信息傳輸問題而引發故障，所以需要對通信系統錯誤信息進行全面、系統地排查，以保護繼電保護裝置。繼電保護裝置動作時，生成的中間節點文件和故障波形相符。繼電保護裝置產生運行故障時，需要對中間節點文件形成的數據信息進行準確采集，以全面分析故障，從而確定故障原因。為工程技術人員提供準確的排查記錄信息，針對故障情況制定切實可行解決措施。

4、結語

綜上所述，隨著人們對電力的需求日益增多，繼電保護裝置在智能變電站中發揮的作用越來越大，只有通過不斷提升智能變電站繼電保護的水平，才能保證我國電力系統的安全穩定運行，為人們提供更增加優質的供電服務。

【參考文獻】

[1]張尚然.智能變電站繼電保護可靠性研究[D].貴州：貴州大學，2017.

[2]費姍姍.智能變電站繼電保護可靠性分析[J].黑龍江科學，2017，8（16）：62-63.

[3]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（1）：107-108.