分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性

倪颋　趙闊　劉釗

摘 要：智能變電站機電保護(hù)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)有本質(zhì)的差異，在結(jié)構(gòu)上有重大的變化。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的評價模型和方式比較特殊，可以及時處理相關(guān)信息，而且應(yīng)用范圍比較廣。在研究中，將以智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的信息流和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合具體情況，有效分析系統(tǒng)運行的可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；可靠性；信息流

中圖分類號：TM63；TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.139

智能化變電站是由網(wǎng)絡(luò)組模式組成的，其本身就具有多樣化的特點。保護(hù)系統(tǒng)或者功能部件可以冗余配置，針對數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)的特殊性，在應(yīng)用階段，需要有效分析評價系統(tǒng)和選擇方案，及時解決系統(tǒng)中存在的問題。針對數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)的特殊性，在應(yīng)用時，工作人員要高度重視相關(guān)問題，及時分析系統(tǒng)信息，充分利用二端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效配置模型，以滿足可靠性評價系統(tǒng)的具體要求。

1 信息流和結(jié)構(gòu)形式

智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)組成比較復(fù)雜，要認(rèn)真分析各個部件的具體組成，確定結(jié)構(gòu)的類型。下面，將分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成。

1.1 同步對時信息

根據(jù)現(xiàn)有信息形式的特殊性，在應(yīng)用階段，考慮到信息回路的指標(biāo)要求，要及時分析系統(tǒng)組成；考慮到固定時間軸的變化，要有效分析合并單元。保護(hù)單元和智能終端系統(tǒng)的操作比較特殊，現(xiàn)有的變電站對時方式有3種，分別為脈沖對時、編碼對時和網(wǎng)絡(luò)對時.如果對時方式不一致，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也會發(fā)生不同程度的變化。脈沖對時和編碼對時需要以對時網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，考慮到同步傳輸介質(zhì)的具體要求，必須及時、有效地分析星型結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。

1.2 SV報文信息

SV報文信息起源于互感器，經(jīng)過合并單元和交換網(wǎng)絡(luò)之后，最終達(dá)到保護(hù)單元的目的。交換機網(wǎng)絡(luò)用虛線表示，由于采樣值存在一定的差異性，所以，可以采用不同的規(guī)約制度進(jìn)行分析，采用點對點的傳輸形式，不需要使用交換機網(wǎng)絡(luò)。SV報文信息回路結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

通常情況下，傳輸介質(zhì)為光釬或者電纜。由于沒有采用太網(wǎng)傳輸?shù)男问剑瑒t要依照恒定變更的形式來分析。數(shù)據(jù)內(nèi)容多是固定的，通訊方式為邏輯點對點的單向傳播形式，一般不用交換機。由于太網(wǎng)的傳輸形式比較特殊，CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制方式又不確定，所以，要及時分析附加信息。考慮到合并單元發(fā)出的信息標(biāo)準(zhǔn)性，在后續(xù)應(yīng)用階段，要及時比較外部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，明確單元時鐘的方向。

2 智能變電站繼電保護(hù)可靠性分析

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)比較特殊，在應(yīng)用階段，考慮到保護(hù)機制的具體要求，需要從實際情況入手分析系統(tǒng)的應(yīng)用形式，從而滿足系統(tǒng)設(shè)計的整體化要求。下面，簡要分析智能變電站繼電保護(hù)可靠性的相關(guān)內(nèi)容。

2.1 可靠性參數(shù)選擇

可依賴的原件保障信息是系統(tǒng)可靠性評估的重要基礎(chǔ)。對于一次設(shè)備和二次設(shè)備，尤其是可以修復(fù)的原件，在穩(wěn)定檢修的前提下，要及時處理故障。由大量數(shù)據(jù)信息可知，智能操作形式的應(yīng)用范圍比較廣，可以采用新型智能電子設(shè)備處理相關(guān)問題。考慮到長期穩(wěn)定概率評估系統(tǒng)的要求，必須分析各類指標(biāo)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)計不合理的情況。

2.2 及時處理原件

原件所處的系統(tǒng)是不同的，在處理故障和各個環(huán)節(jié)時，需要分析EM、SW、Wire原件。在系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，會出現(xiàn)信息丟失的情況，因此，可以將原件的失效模式分為拒動和誤動2種。在穩(wěn)定性分析的過程中，要科學(xué)評估失效概率。

2.3 確定可靠性框圖

根據(jù)可靠性框圖（Reliability Block Diagram，RBD）的具體要求，在系統(tǒng)分析階段，要優(yōu)化設(shè)計比例，及時對系統(tǒng)進(jìn)行處理。可靠性框圖本身是一種比較清晰、簡單的計算方式，基于系統(tǒng)狀態(tài)的具體要求，必須有效分析原件狀態(tài)和概率形式，然后繪制出不同的狀態(tài)概率。在具體工作中，由多個獨立分散的布置構(gòu)件構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)原件相似系統(tǒng)的具體要求，在記錄原件時，要考慮到原件的并聯(lián)關(guān)系。任何一個原件出現(xiàn)操作失誤都必然會影響并聯(lián)環(huán)節(jié)。只有2個原件都拒動，并聯(lián)環(huán)節(jié)才能發(fā)揮理想的作用。

3 線路保護(hù)可靠性分析

與傳統(tǒng)的線路形式相比，可靠性軟件的具體應(yīng)用是比較重要的。如果傳統(tǒng)線路保護(hù)的電纜數(shù)量為20根，則要考慮到可靠性框圖的具體要求，而冗余線路的可靠性構(gòu)建在其中發(fā)揮著非常重要的作用。在智能變電站系統(tǒng)的應(yīng)用階段，必須有效分析可靠性線路系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)設(shè)計的后續(xù)要求。根據(jù)現(xiàn)有保護(hù)系統(tǒng)的各項指標(biāo)要求，在智能終端和交換機設(shè)計中，要及時分析可靠性指標(biāo)分析，滿足組網(wǎng)建設(shè)的模式要求。在同一個模式下，SV和GOOSE會直接影響共網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。共網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式清晰、明確，要根據(jù)智能電子元件的要求及時分析和比對系統(tǒng)的運行情況。

4 母線保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

根據(jù)母線保護(hù)機制的具體要求，假設(shè)母線設(shè)計的電纜數(shù)量為100根，單套母線的設(shè)計必須考慮到相似結(jié)果的具體要求。同時，由于網(wǎng)絡(luò)采集模式與外部數(shù)據(jù)是同步的，所以，采用直接管理的形式分析電子設(shè)備數(shù)量、保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其母線設(shè)備等因素，最終確定合理的方案。由現(xiàn)有的分析結(jié)果可知，“直采直跳”的模式是保護(hù)方案的主要選擇，可以采用組網(wǎng)建設(shè)的方案實現(xiàn)分網(wǎng)傳輸。

5 結(jié)束語

基于智能變電站系統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)和形式設(shè)計的特殊性，在系統(tǒng)分析階段，需要考慮不同組件形式的具體要求，確保光纖的施工質(zhì)量。智能變電站的保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍比較廣，可以采用可靠性建模的設(shè)計形式，及時分析不同的信息形式。評價系統(tǒng)的確定也對軟件的實施起到了重要的作用，人工計算比較復(fù)雜，利用軟件實施可以實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性評估，進(jìn)而擴大系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕