智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究

于爽 石基泰 于翔

（1 撫順市電力設(shè)計(jì)院，遼寧 撫順 113006；2 國網(wǎng)撫順供電公司，遼寧 撫順 113000）

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)用給人們的生活和工作帶來了極大的便利，減少了斷電發(fā)生的頻率，減少了經(jīng)濟(jì)損失。在繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中相關(guān)部門要做到及時檢測與維修，減少系統(tǒng)內(nèi)部故障的發(fā)生，不斷改進(jìn)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)，提高檢測與維修的效率，保證用電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

一、智能變電站的概念

所謂的智能變電站，可以說是伴隨著智能電網(wǎng)出現(xiàn)的一種必然結(jié)果，是自動化技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)一步突破、結(jié)合的產(chǎn)物，而智能變電站與傳統(tǒng)變電站最大的區(qū)別之處就在于處理方式全部都使用了數(shù)字化技術(shù)，而智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的靈敏程度與穩(wěn)定性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)變電站，真正實(shí)現(xiàn)了變電站日常運(yùn)行的智能化，在極大程度上提高了效率的同時也大大降低了人工成本，減少了人工操作所可能帶來的失誤風(fēng)險。在智能變電站的運(yùn)行過程中，所使用的通信模型具有唯一性。因此，這也是智能變電站的優(yōu)勢之處，在技術(shù)提升的作用下可以去除傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)中無用的冗余部分，精簡建設(shè)，在節(jié)省成本方面也有優(yōu)異的表現(xiàn)，同時，由于應(yīng)用了職能斷路器、光電互感器與光纜，傳統(tǒng)變電站經(jīng)常出現(xiàn)的交直流竄擾與電磁不兼容等狀況也有了極大的改觀，降低了維修維護(hù)成本。

二、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要性

可靠性是在一定時間、環(huán)境因素下，元件系統(tǒng)沒有故障的、順利的完成規(guī)定功率。智能電網(wǎng)建設(shè)中，智能變電站是極為重要的組成部分，繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行效果將對智能變電站的故障情況產(chǎn)生直接的影響。智能變電站是利用網(wǎng)絡(luò)、信息化技術(shù)使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，其中涉及很多智能化的電子設(shè)備，對設(shè)備的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性有著很高的要求。在智能變電站運(yùn)行中，運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)信息等變化會對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)系統(tǒng)會出現(xiàn)問題，需要結(jié)合故障出現(xiàn)的時間、地點(diǎn)，利用其隔離功能，避免電力系統(tǒng)受到電壓、電流等危害，使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。所以智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性是極為重要和必須要的。

三、提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的具體措施

（一）做好過程中的繼電保護(hù)工作

要想提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)該在這個階段實(shí)現(xiàn)迅速跳閘系統(tǒng)性功能，并且對智能變電站中的母線、變壓器、輸電線路等電氣設(shè)備實(shí)施有效的保護(hù)，從而將智能電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中可能存在的風(fēng)險降至最低，給予電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)一定的安全保護(hù)。需要注意的是，對于智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要功能要進(jìn)行重點(diǎn)把握，且要對電繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)裝置、保護(hù)設(shè)備進(jìn)行有效地簡化。一般來講，具有較小的波動性主要存在于主保護(hù)定值中，當(dāng)智能變電站在具體運(yùn)行中發(fā)生變化時，其不會發(fā)生較大的改變，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。但是，由于智能變電站中使用了大量的一次設(shè)備，所以在繼電保護(hù)中，在開關(guān)的設(shè)計(jì)上必須要同硬件進(jìn)行分離，并在獨(dú)立性上給予一定的保護(hù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對母線、輸電線路的保護(hù)。

（二）間隔層中的繼電保護(hù)

智能變電站的間隔層繼電保護(hù)通常都會選用雙重化配置的設(shè)計(jì)形式，后備保護(hù)系統(tǒng)則是采用集中配置的設(shè)計(jì)形式。如果設(shè)備存在運(yùn)行異常或者故障的情況，那么后備系統(tǒng)就會發(fā)揮作用，保障設(shè)備不會在故障狀態(tài)下受到損壞，防止造成更大的損失。同時，間隔層的設(shè)計(jì)要應(yīng)高保障集中配置的保護(hù)功能發(fā)揮。另外，在設(shè)計(jì)的過程中一定要以智能變電站的實(shí)際運(yùn)行需求為標(biāo)準(zhǔn)，并且設(shè)計(jì)多樣化的電網(wǎng)運(yùn)行方案，從而配合不同的電網(wǎng)運(yùn)行狀況。

（三）優(yōu)化系統(tǒng)的冗余性設(shè)計(jì)

在繼電保護(hù)過程中，系統(tǒng)冗余的優(yōu)化能更大程度地避免系統(tǒng)錯動和拒動問題的出現(xiàn)，進(jìn)而促進(jìn)系統(tǒng)的可靠性。繼電保護(hù)系統(tǒng)的冗余性增強(qiáng)可以從以下兩個方面著手：第一，利用以太網(wǎng)交換機(jī)中的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站自動化實(shí)時監(jiān)控；第二，根據(jù)變電站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求的不同，基于總線結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)這三個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇應(yīng)用。總線結(jié)構(gòu)可以有效地減少接線，但同時冗余性有待提高，在使用中對時間長度的要求較大；環(huán)形結(jié)構(gòu)由于其環(huán)路上的任意點(diǎn)都能提供冗余，冗余性較好，但是收斂時間較長，對系統(tǒng)的重構(gòu)影響較大；而星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是等待時間短、沒有冗余度，其可靠性比較低。針對3 種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)結(jié)合自身需求進(jìn)行合理選擇，才能提高變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。此外，在優(yōu)化系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)時，應(yīng)合理分析自己的投入率，在提高系統(tǒng)可靠性的同時注意經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語：

最近幾年來，由于居民生活水平質(zhì)量的提升，大眾對用電需求以及用電質(zhì)量的要求越來越高，而我國政府投入了大量的資金和精力在智能電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域。智能變電站應(yīng)用在其運(yùn)行的各個環(huán)節(jié)中，變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性直接決定著變電站能否高效、安全的運(yùn)行，因此有關(guān)工作人員必須要重視智能變電站繼電保護(hù)可靠性的研究與分析，這對實(shí)際工作有著巨大的意義。