智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究

辛向君

摘要：基于智能化電網(wǎng)概念的不斷發(fā)展與應(yīng)用范圍的普及，智能變電站也開始成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，其繼電保護(hù)系統(tǒng)及可靠 性成為學(xué)者研究的重點(diǎn)內(nèi)容。該文簡(jiǎn)要分析了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成，同時(shí)簡(jiǎn)要分析了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)具 體的操作方式，并從完善繼電保護(hù)工作、保證間隔層中的繼電保護(hù)工作等方面分析了如何提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)本身 的可靠性，以期確保智能變電站能夠正常、穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)系統(tǒng)；可靠性

中圖分類號(hào)：F239.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）06-0358-01

前言：如今，智能電網(wǎng)這一概念開始得到廣泛應(yīng)用，智能 變電站也隨之出現(xiàn)。智能變電站是智能電網(wǎng)中的核心設(shè)備，聚 集了智能電網(wǎng)當(dāng)中的“電力流、信息流以及業(yè)務(wù)流”。智能變 電站利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)外傳送信息，可自行完成信號(hào)收集、即時(shí)監(jiān)控 以及動(dòng)作保護(hù)等多項(xiàng)工作，利用光線替換電纜實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備與 二次設(shè)備的連接，并將輸送的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，對(duì)電 網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行具有積極意義，成為我國(guó)變電站未來發(fā)展的主要 趨勢(shì)。

1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其原理

1.1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

通過分析，可以看到，在智能變電站中繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

主要分為以下四種模式：第一，“直采直跳”模式。“直采直 跳”模式下主要包含線路、母線和主變保護(hù)系統(tǒng)三種結(jié)構(gòu)，其 中保護(hù)設(shè)備采樣和跳閘通過光纖直連實(shí)現(xiàn)，僅示意與保護(hù)功能 相關(guān)的光纖鏈路和部分支路；第二，“網(wǎng)采直跳”模式。分為 SV 和 GOOSE 獨(dú)網(wǎng)模式以及 SV 和 GOOSE 共網(wǎng)模式，兩種；第三，

“直采網(wǎng)跳”模式，在該模式下主要是通過 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)保 護(hù)設(shè)備采樣、跳閘；第四，“網(wǎng)采網(wǎng)跳”模式。主要通過網(wǎng)絡(luò) 思想保護(hù)系統(tǒng)的采樣、跳閘，并按 SV 和GOOSE 是否共網(wǎng)兩種模 式進(jìn)行考慮。

1.2 智能變電站繼電保護(hù)可靠性原理分析

所謂的可靠性，就是指元件系統(tǒng)能過在一定的環(huán)境范圍、

時(shí)間范圍內(nèi)，無故障的完成規(guī)定功率。在實(shí)際運(yùn)行中，主要通 過以下 3 個(gè)指標(biāo)，對(duì)智能變電站繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行衡量：第 一，可靠度。主要是指系統(tǒng)及元件在規(guī)定條件之內(nèi)，在有限時(shí) 間之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)規(guī)定功率的概率，是考察一個(gè)系統(tǒng)可靠性的重要 指標(biāo)之一；第二，可用性。主要是指系統(tǒng)或者其他設(shè)備在較長(zhǎng) 時(shí)間之內(nèi)，能夠完成所規(guī)定功能的能力，簡(jiǎn)而言之，就是其系 統(tǒng)修復(fù)能力，如果系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，能夠快速自動(dòng)修復(fù)，是 具備較高可靠性的；第三，平均失效時(shí)間。是指系統(tǒng)在規(guī)定的 條件下穩(wěn)定運(yùn)行到下一次發(fā)生故障的平均時(shí)間。而通過對(duì)上述 三個(gè)指標(biāo)則可以清楚的對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn) 行正確的反映，從而采取有效的防護(hù)措施。

2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

2.1 變壓器配置保護(hù)

一般來說，變電站在進(jìn)行配電的過程中往往需要限定電壓

的額度，只有適合的電壓范圍才會(huì)促進(jìn)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 如果說電壓出現(xiàn)過載或者不足的情況就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)造 成影響。而調(diào)節(jié)電壓的功能是由變壓器系統(tǒng)來提供的。因此， 變壓器系統(tǒng)可以說是整個(gè)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中必須要重點(diǎn)保 護(hù)的。如果說變壓器系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的化，也就意味著整個(gè) 繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮了其應(yīng)有的作用和功效。所以說智能變電站 繼電保護(hù)系統(tǒng)為了保證變壓器系統(tǒng)的安全性，在配電保護(hù)的構(gòu) 成中采用的是分布式配置，這樣就能夠分散變壓器系統(tǒng)的壓力，

從而保護(hù)變壓器在電力調(diào)節(jié)的過程中不會(huì)承受過分的壓力而導(dǎo) 致電壓超載或不足。而在后置裝備的繼電保護(hù)過程中則是采用 的集中式配置手段，這樣就能夠以不同的手段來保證在配電過 程中繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性不會(huì)因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊懚档汀?/p>

2.2 過流電限定保護(hù)

所謂過流電實(shí)際上就是電流過載現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì) 導(dǎo)致變電站出現(xiàn)外部電路短路，從而電流負(fù)荷壓力變大。盡管 負(fù)荷電流與正常電流在大小上沒有太大區(qū)別，但是負(fù)荷電流極 易導(dǎo)致變電站外部出現(xiàn)故障，甚至?xí)?dǎo)致變電站跳閘，這就會(huì) 使得變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性變低。因此在智能變電站繼 電保護(hù)系統(tǒng)中采用的是嚴(yán)電壓限定延時(shí)方式，這種方式能夠有 效的、精準(zhǔn)的測(cè)量變電站各條變電線路終端電流量，這樣就能 夠確保當(dāng)過載負(fù)荷電流出現(xiàn)能夠在第一時(shí)間進(jìn)行處理。而且智 能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)之所以會(huì)被稱為是智能化的保護(hù)系統(tǒng)也 是因?yàn)樵谶@個(gè)保護(hù)系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)置了保護(hù)措施，就是一旦過載 負(fù)荷電流出現(xiàn)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的向智能終端進(jìn)行報(bào)警，而 智能終端也會(huì)根據(jù)過載負(fù)荷電流的實(shí)際情況來下達(dá)保護(hù)命令， 這樣不僅能夠有效解決過載負(fù)荷電流可能對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生 的嚴(yán)重影響，而且也保證了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性不會(huì)降低， 甚至?xí)蠓嵘?/p>

2.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)的線路保護(hù)

對(duì)于變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)來說，線路的保護(hù)是保證保護(hù)

系統(tǒng)可靠性的一個(gè)非常重要的因素。在傳統(tǒng)變電站的繼電保護(hù) 系統(tǒng)中，對(duì)于線路的保護(hù)雖然有明顯效果，但是仍然存在一定 的安全隱患。而在智能化的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，對(duì)線路采 用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方式，這種保護(hù)方式能夠有效的保證繼電 保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。而且縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方式一般可分為集中式 和后備式，但是無論哪一種，通過合理的配置之后，都能夠有 效的將繼電保護(hù)功能發(fā)揮出來。其實(shí)之所以保護(hù)線路就能夠保 護(hù)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性主要原因在于線路本身控制各級(jí)電壓 之間的間隔單元，換句話來講線路是連接通道，而智能變電站 的繼電保護(hù)系統(tǒng)在對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)也能夠?qū)φ麄€(gè)電力系 統(tǒng)的運(yùn)作情況進(jìn)行檢測(cè)，因此該部分的保護(hù)對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng) 的可靠性有著決定性的作用。而縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)方式也是能夠提 高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的有效方法。

結(jié)束語(yǔ)

電能是民眾日常生活、工作、學(xué)習(xí)必不可少的能源之一。

因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性成為民眾關(guān)注的重點(diǎn)。智能變電 站繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行同智能電網(wǎng)的運(yùn)行息息相關(guān)。故而， 電力企業(yè)應(yīng)不斷提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而保證智能電 網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以說隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的 不斷改革與創(chuàng)新，我們有理由相信未來的電力行業(yè)將會(huì)再上一 個(gè)臺(tái)階。而隨著新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，通過科學(xué)有效的系統(tǒng) 配置，繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性必然還會(huì)再一次得到升級(jí)。當(dāng)然 這也需要我們對(duì)電力事業(yè)再度進(jìn)行研究和探索，只有不斷的深 入電力研究，我國(guó)的電力行業(yè)才會(huì)逐漸走向智能化、數(shù)字化， 才能夠真正的實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 凌光，儲(chǔ)祥國(guó)，張秀鋒，等.基于系統(tǒng)測(cè)試觀點(diǎn)的智能

變電站與傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)比較研究[J].浙江電力，2016 （7）：32-36，44.

[2] 篤峻，葉翔，葛立青，等.智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn) 維系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2016 （7）：163-168，175.