智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性探究

劉洲

摘要：科學技術的不斷發(fā)展，電力事業(yè)也逐漸向智能化轉變，智能變電站也隨著應運而生。其主要是采用數(shù)字技術及互聯(lián)網(wǎng)技術協(xié)同作用，實現(xiàn)對信息的采集、控制及線路保護等功能，其中繼電保護系統(tǒng)為智能變電站建設過程中最為重要且關鍵的一個環(huán)節(jié)。但由于智能電網(wǎng)系統(tǒng)在我國發(fā)展時間尚短，且專業(yè)技術方面缺乏經(jīng)驗及人員，因此一定程度上已經(jīng)制約了智能變電站的發(fā)展與建設。本文對智能變電站開展了相關闡述，針對繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行了簡單的分析，旨在為電力工作者提供可行性建議。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統(tǒng);可靠性;分析

引言

當前，智能變電站保護調控實現(xiàn)了一體化功能，使得系統(tǒng)和系統(tǒng)間能夠互聯(lián)、互通，同時提高了變電站繼電保護系統(tǒng)的交互水平，保證電網(wǎng)能夠安全、保質保量、穩(wěn)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(fā)展而提高，導致工作人員和工作崗位相脫離，不符合時代發(fā)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(tǒng)出現(xiàn)故障，從而引發(fā)安全事故。基于此，需要提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的安全性和可靠性，準確分析和計算變電站可靠性數(shù)據(jù)，有效提高變電站的穩(wěn)定性，從而推進我國智能變電站繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1智能變電站

智能變電站是隨著當前智能電網(wǎng)的發(fā)展而構建的，使信號傳輸實現(xiàn)數(shù)字化與智能化，進而提高電力系統(tǒng)整體的信息傳遞速度，從而使我國電力事業(yè)在智能化發(fā)展道路上順利前行。智能變電站的構建是智能化的，當?shù)蛪贺摵闪繙p少時，變電站可以自主的實現(xiàn)輸送電量的降低，以此對電能起到有效節(jié)約的效果;而當?shù)蛪贺摵闪吭黾訒r，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(shù)量，節(jié)約了大量的人力資源，也提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。智能變電站主要是通過網(wǎng)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(wǎng)絡傳輸進行數(shù)據(jù)交換，這樣不僅能夠實現(xiàn)低碳環(huán)保的效果，也提高了數(shù)據(jù)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(guī)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(fā)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(tài)保持在一個最佳水平上[2]。

2提高繼電保護系統(tǒng)可靠性的有效措施

2.1 保護變壓器

在研究繼電保護系統(tǒng)的過程中，要想提高系統(tǒng)運行的可靠性，就需要對變壓器進行保護，以促進電網(wǎng)的安全運行。在設計變壓器的過程中，一般應用比率制動原理來提高變壓器設備運行的穩(wěn)定性。在建設智能變電站的過程中，隨著智能技術的廣泛應用，可以采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡原理對設備進行保護，并且提高設備運行的靈敏度，確保設備在運行的過程中能夠具備自我檢測的能力。雖然這些技術在應用的過程中還不夠成熟，但是在進行繼電保護的過程中具有相對的優(yōu)勢，而且具備記憶功能和處理功能，可以對設備進行保護和測控。在應用技術的過程中，還可以實時記錄設備的狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)信息的采集和處理對設備進行保護，而且能夠根據(jù)實際運行情況，對功能進行實時控制.

2.2加強線路故障維護

在智能變電站系統(tǒng)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(jiān)督電力系統(tǒng)在總體運行的情況[3]。

2.3 智能變電站繼電保護的主要內(nèi)容

需要進一步加強分析電力電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生的故障問題，以提升電力系統(tǒng)的繼電保護水平。在電網(wǎng)系統(tǒng)變壓器設備組裝完成后，需要進一步安裝保護設備。它的保護體現(xiàn)在兩個方面。一方面，采取瓦斯保護措施。由于變壓器設備和油箱中的油發(fā)生作用時會形成有害氣體，因此系統(tǒng)采用絕緣材料非常必要。繼電保護系統(tǒng)探測到變壓器有問題時會作出相應反應，并發(fā)出相應的報警信息。另一方面，短路保護。故障電路中存在阻抗元件，在工作一定時間后會出現(xiàn)跳閘，從而對變壓器進行短路保護.

2.4 網(wǎng)絡的架構

2.4.1 總線結構

總線結構中的交換機可以通過端口和其他交換機進行連接。一般情況下，IED端口的速度沒有上端口快，且交換機的最大數(shù)量由系統(tǒng)最大延時決定。總線結構的優(yōu)勢是接線較少，缺點是冗余度較差。

2.4.2 星型結構

星型結構的主要特點是系統(tǒng)等待時間相對較少。當主交換機和其他交換機進行連接時，能夠有效縮短系統(tǒng)的等待時間。這種結構不具有冗余度，在出現(xiàn)故障時，可能會造成所有IED信息的遺失，從而降低了星型結構的可靠性。

2.4.3 環(huán)形結構

環(huán)形結構交換機的優(yōu)點是能夠自行組成閉環(huán)。當連接點突發(fā)故障問題時，它可以利用其充足的冗余度進行調節(jié)。信息在被傳遞的過程中會進行多方面工作，需要消耗寬帶對其進行傳輸。系統(tǒng)內(nèi)部有一個管理交換機，主要是向交換機發(fā)送相應指令，使交換機自行檢測環(huán)路。信息在環(huán)路中傳送的時候會停止流動，從而終止傳輸[4]。

2.5強化系統(tǒng)的冗余性

為了保障智能變電站繼電保護系統(tǒng)可以得到正常的運轉，需要對智能變電系統(tǒng)的冗余性進行強化，系統(tǒng)當中的變電站進行自動化實時監(jiān)控時，需要太網(wǎng)交換機的數(shù)據(jù)鏈路層技術作為條件支持。在多種模式中，選取多種目標進行網(wǎng)絡構架，進而可以提高變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性。交換機可以幫助總線結構對數(shù)據(jù)進行傳送，在系統(tǒng)運轉的過程當中減少接線，雖然短時間內(nèi)容易度比較差，但是可以通過延長時間來提高冗余度。系統(tǒng)中的環(huán)形結構，可以通過技術和太網(wǎng)交換機進行有效的結合，從而形成系統(tǒng)性的樹協(xié)議，確保繼電保護系統(tǒng)的冗余度一直在正常的運轉情況下。為了確保變電站可以正常運轉，需要慎重的選擇繼電保護系統(tǒng)網(wǎng)絡結構，根據(jù)自身系統(tǒng)的發(fā)展特點，總結系統(tǒng)的優(yōu)勢和劣勢，選擇恰當?shù)木W(wǎng)絡結構推動繼電保護系統(tǒng)的運行。

2.6 優(yōu)化運維模式

電網(wǎng)在正常運行的過程中，需要設置監(jiān)管信息，并且通過合并單元的模式對信息進行處理。需要建立網(wǎng)絡維度管理模式，并且采用不同的操作方式對壓板進行處理。在建設智能變電站的過程中，如果處于正常的工作模式，需要根據(jù)實際情況對設備進行維護和管理，還需要對設備的運行情況進行實時的監(jiān)控，需要對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行評估，在進行檢修的過程中，需要做好故障問題的記錄。在設計系統(tǒng)時，需要將特殊操作管理程序的制定放在首要位置。在進行繼電保護時，管理體系會受到系統(tǒng)的影響，因此必須采用正確的技術和設備，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的運行狀態(tài)的監(jiān)測和檢修。智能變電站中的所有設備都需要處于監(jiān)控狀態(tài)下，而且在進行設備狀態(tài)評估的過程中，需要做好狀態(tài)的分析[5]。

結束語

綜上所述，在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中，需要通過網(wǎng)絡平臺對大量的數(shù)據(jù)進行高效的記錄，確保系統(tǒng)運轉的安全性。從多個角度對智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行分析，可以對幾點保護系統(tǒng)有更加深入的了解，總結保護系統(tǒng)的優(yōu)勢和劣勢，制定行之有效的解決措施，保障智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性，完善就能變電站繼電保護系統(tǒng)，使智能變電站繼電保護系統(tǒng)穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]張清華.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性探究[J].通信電源技術，2019，36（12）：260-261+263.

[2]李琳，何珊，呂文婷.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性探究[J].科學技術創(chuàng)新，2019（27）：194-195.

[3]熊迪.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].通信電源技術，2019，36（06）：138-139.

[4]張輝.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性研究[J].科技風，2019（15）：178.

[5]李婉卿，王凱，李伊君.變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2019，9（02）：92-93+104.