關于智能變電站繼電保護系統的可靠性分析

郝怡丹 薛真

摘要：近年來，隨著社會經濟的飛速發展，全社會范圍內的用電量急劇增加，傳統的變電站在運行過程中對繼電保護系統的檢測不足，常常導致供電的持續性和穩定性無法得到有效的保障。智能變電站具有較強的自動化作業功能，能夠有效檢測出繼電保護系統的運行故障，為后續的檢修、維護提供有益的指導。智能化技術在變電站中的有效使用，給繼電保護工作的開展指明了方向、思路，以及路徑。對傳統變電站繼電保護系統的試驗方法與智能變電站繼電保護系統的檢測方法進行了對比闡述，希望能夠給相關的工作人員提供參考啟示，推動我國智能變電站繼電保護檢測工作的進一步發展。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統;可靠性分析

引言

近年來，隨著電網快速建設，越來越多的智能變電站投入運行。區別于傳統變電站中的保護裝置，智能站的繼電保護裝置有著很大改變，其運行維護手段也不能一概而論。目前，將狀態檢修應用于一次設備方面的研究和實踐成果頗豐。在借鑒此經驗的基礎上，提出了智能站繼電保護裝置的狀態檢修策略，可以為智能變電站繼電保護裝置狀態檢修工作的開展提供了理論支持和實踐基礎。

1智能變電站概述

智能變電站是現代科學技術與電力事業有效融合的體現，所以從定義角度進行分析，智能變電站是采用先進、可靠、集成和環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時，具備支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互動等高級功能的變電站，所以相比于傳統變電站來說，智能變電站的功能更加全面，工作優勢明顯，以下將從三個角度入手進行分析：a.結構優勢，在傳統變電站當中，雖然具有網絡結構，但由于其特點并不明顯，在一次和二次設備之間多數以采用電纜的硬接點、后臺的通信方式為主要采集和傳輸信息的手段，所以工作效率較低，而反觀智能變電站，由于每個設備之間都與網絡結構相互連通，所以各層均使用網絡方式對信息進行收集和傳輸，所以信息的共享效果較好，能夠極大程度的提高電網的智能化水平。b.二次設備的布置方式，在傳統變電站當中，二次設備的布置方式主要是通過微機保護，將交流的輸入組件、A/D轉換組件、保護邏輯CPU、開入/開出等組件集成到一起，而智能變電站的二次設備布置方式僅需要對一次設備和二次設備重新進行定位，將保護裝置交流的出入組件與A/D轉換組件結合成為一個合并單元，并將其放在就地的TA和TV周圍。c.保護接口，傳統變電站的保護接口兼容度較低，從實際情況來看，多數傳統變電站僅能夠支持5A或100V類模擬量接口，所以相對具有一定局限性，而智能變電站的保護接口除卻能夠支持點對點模式外，還能夠支持GOOSE模式下SV和GOOSE模式下接口，所以工作相對靈活高效。

2智能變電站繼電保護系統的可靠性

2.1確定智能站繼電保護狀態檢修策略

建立狀態指標集可以發現其中包含了眾多指標，且不同指標之間關聯性不強。目前，應用較多的多狀態指標模型主要為比例失效模型和模糊評價模型，二者之間各有各的優劣，從下面四個指標上選取最優模型。（1）模型計算精度：模糊評價模型主要使用了模糊數學理論，在判斷中會受到經驗導向的作用，主觀性較強，極其容易接收專家經驗的不良影響，結果有時會出現較大偏差。但是，比例失效模型是基于統計學原理的模型，模型中使用了大量的歷史客觀數據。基于這些歷史數據的數據分析產生的結果具有較強的客觀性和可靠性，不像模糊評價模型一樣受到專家經驗的不良影響，精度較高。（2）模型計算速度：模糊評價模型的計算方法運用到了權重集理論，即層次分析法和主成分分析法。計算中各類關系矩陣較為麻煩，且建立狀態指標的隸屬函數需要使用專家經驗，計算速度較慢。而比例失效模型的計算過程中，運用到了極大似然估算法，在初值不太好的情況下可能出現不收斂的情況。雖然計算方法相較于模糊評價模型較快，但是出現不收斂的情況勢必會影響計算結果。（3）模型計算結果：模糊評價模型運用的計算方法會導致其計算結果是一串離散閾值，沒有時間性，與現場的實際情況不符。而比例失效模型由于其計算方法，可以得到一個隨著時間不斷變化的動態閾值，于現場實際情況極其吻合，滿足設備狀態隨著時間不斷惡化的這一特性。

2.2加強繼電保護設備管理力度

由于設備對于繼電保護系統發揮功能具有決定性作用，所以電力企業則應當從影響設備的主要因素入手加強管理意識。在繼電保護設備的應用當中，首先應當把控設備采購質量，確保設備能夠達到行業標準，并符合本變電站工作需求，在設備安裝完畢后，應當通過多次調試，驗證設備的穩定性和工作水平，由于設備長期處于外界環境工作，所以還應當結合當地氣候條件等因素，建設防護措施，降低風險，管理人員可以通過監控系統的布置和應用，提高對設備故障的發現能力和解決速度，并且在設備的使用周期當中，應當有針對性的制定維修和養護計劃，對設備所存在的隱患排查和處理，提高設備的工作效率和使用壽命。

2.3優化智能變電站繼電保護系統設計

在智能變電站繼電保護系統的設計工作當中，應當選取更加具有可行性和針對性的保護模式，在間隔型保護模式中，可以選擇直采直跳，而如果是多間隔型保護，則可以通過SV或GOOSE模式。在電壓限定延時的情況下，則需要確保系統能夠在過負荷的情況下發出警報，以便于維修工作及時展開。此外，在繼電保護系統中的間隔層和站控層中，除卻需要通過斷路器實現自動開斷外，還應當開啟后備的保護系統，避免由于開關失靈導致保護工作缺乏有效性和及時性。針對繼電保護系統所進行的故障檢測工作，需要工作人員能夠對科技設備良好的應用，通過設備的可視化功能，更加直觀的發現故障情況，以便于制定針對性的解決方案。

結語

建立了智能變電站繼電保護裝置狀態指標集，提出了智能站繼電保護裝置的狀態檢修策略，為智能變電站繼電保護裝置狀態檢修工作的開展提供了理論支持和實踐基礎。

參考文獻：

[1]曲鴻春，劉邦，蔣冬，等.繼電保護全過程技術監督系統的構建[J].電工技術，2019（15）：93-94+99.

[2]趙亞麗.智能變電站繼電保護系統所面臨的若干問題[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2018（11）：140-141.

[3]徐麗彬.電廠繼電保護安全管理運行的探討[J].南方農機，2018，49（20）：180.