智能變電站繼電保護系統可靠性分析

摘要：智能變電站繼電保護的安全可靠運行對智能變電站的安全穩定運行具有重要意義，其可靠性研究也逐步引起學者和工程技術人員的興趣。文章圍繞智能變電站繼電保護系統，首先對其組成進行了介紹，然后對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行了一定的分析。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護系統；可靠性；電力系統；智能電網 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）10-0206-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.104

1 概述

隨著我國經濟發展水平的不斷提升，智能電網的建設規模逐漸擴大，其不管是在系統的組成方面，還是在內涵上均與傳統電網大相徑庭。在智能變電站繼電保護系統中，光纖替代了傳統的電纜，在有效評估繼電保護系統的過程中，主要是通過繼電保護系統的構造及其元件進行的。這主要是因為該因素能夠影響到電網的穩定運行，對智能變電站繼電保護系統進行可靠性分析與整個智能電網的安全穩定運行息息相關。鑒于此，分析和研究智能變電站繼電保護系統可靠性的現實意義不言而喻。

變電站的整體安全性因為智能變電站繼電保護系統的出現而得到了提高，智能變電站的出現使我國電力行業的發展得到了推動，同時能夠使電力系統的安全穩定的運行得到保障。由于社會的不斷發展，科學技術的不斷創新，電力行業未來的發展一定會越來越好。繼電保護系統的可靠性也會隨著一些新設備和新技術的應用而得到再一次的升級，所以我們要加強對電力事業的研究和探索，進行深入的相關研究，智能化、數字化將是我國電力行業未來的發展方向，也是電力行業可持續發展的保障。

2 智能變電站繼電保護系統的主要構成部分

2.1 電子式互感器

在智能變電站繼電保護系統中，一個非常重要的構成就是電子式互感器，通常來說，以前的互感器主要是電磁結構，隨著社會的發展，在電力量測系統中數字化的不斷應用，傳統的電磁式互感器已經越來越不能夠適應其發展的需要，所以電子式互感器逐漸得以較為廣泛的應用，其與傳統的互感器相比較而言，電子式互感器能夠在很大程度上使檢測故障的準確性得以保證，從其性能上來說能夠使保護裝置的正確動作率得以提升，對于電力系統運行的安全性及穩定性而言有著十分重要的作用。同時，傳統電纜能夠被電子式互感器通過對光纜進行利用來對其進行替代，從經濟效果上來說，能夠使絕緣結構變得簡單。另外，從設備的發展上來講，電子式互感器能夠對數字量的輸出進行提供，這對于二次設備系統的集成以及變電站智能化的實現有著十分重要的現實意義。

2.2 合并單元

電子式互感器在經過一系列工作之后，會將系統采樣信息傳送到合并單元，由合并單位科學地將這些信息進行組合，將其轉化為特定的數據格式之后，傳至保護裝置。在智能變電站中，隨著時代的不斷進步，合并單元已經逐漸發展成為一個任何系統無法替代的重要環節，其不僅能夠使互感器與保護裝置之間存在復雜接線的問題得以有效避免，而且對于資金的節約有著十分重要的作用，對于二次設備之間數據的有效共享有著一定的保障作用。

2.3 交換機

在智能變電站繼電保護系統中，交換機是其核心構成，以交換機為核心設備的以太網能夠替代傳統的保護系統。從某種意義上來說，在智能變電站中，其大腦就是繼電保護裝置，起著中樞神經作用的就是交換機。在傳輸數據信息的過程中，變電站繼電保護系統中的交換機能夠將通信通道作智能變電站繼電保護系統可靠性分析

鄺湘吉

（國網湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南 郴州 423000）

摘要：智能變電站繼電保護的安全可靠運行對智能變電站的安全穩定運行具有重要意義，其可靠性研究也逐步引起學者和工程技術人員的興趣。文章圍繞智能變電站繼電保護系統，首先對其組成進行了介紹，然后對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行了一定的分析。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護系統；可靠性；電力系統；智能電網 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）10-0206-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.104為基礎，以此來交換數據幀，達到數據傳輸的目的。

2.4 智能終端

從一定程度上來講，智能終端的引入對于電力系統故障的檢修而言有著十分重要的作用。在電力系統中引入智能終端，能夠有效地檢測出系統斷路器內部的電、磁、溫度、機械等的狀態。以智能終端為基礎的故障檢測能夠大大提高電力系統預防故障的能力，對于電力系統智能化的實現意義重大。通常來說，智能終端除了能夠對保護裝置傳來的跳合閘命令進行接收，而且還能夠在站控層中傳入斷路器的實時信息。

3 智能變電站繼電保護系統可靠性分析

3.1 變壓器配置保護

在電力系統配電過程中，變電站電壓的額度是限定的，只有將電壓保持在電壓范圍內，電力系統才能正常運轉，如果配電過程中變電站的電壓出現不足或者過載的情況，將會在很大程度上影響到系統的穩定運行。另外，對于電壓而言，需要科學有效地限定其額度，而變壓器的功能就是調節電壓。所以，對整個變電站繼電保護系統而言，變壓器系統必須要重點保護。如果說變壓器系統不能正常工作，整個繼電保護系統也就發揮不了它應該有的功效及作用。因此，變壓器系統的安全性如果得到保障，那整個繼電保護系統的可靠性也就得到了保證。如果要增強繼電保護系統的可靠性，在變電站配電的過程中，配置變壓器的時候，可以采取分布式的方法進行，如此一來能夠使變壓器系統的壓力得以一定程度上的分散，避免在電力調節的過程中由于變壓器承受壓力過大而出現一些問題，比如電壓不足、過載等情況。而在繼電保護系統的后期配置過程中，需要與集中式配置方法相結合來降低系統的復雜性，使變壓器的繼電保護功能得以實現，從而使變電站繼電保護系統的可靠性得以提升。

3.2 過流電限定保護

通常來說，過流電實際上就是所謂的電流過載，該問題的出現能夠在一定程度上使變電站出現外部電路短路的問題，進而使電流的負荷壓力增大。負荷電流與正常電流相比，二者大小沒有太大差異，但是負荷電流會造成變電站的外部出現故障，嚴重的會使變電站出現跳閘，從而嚴重影響變電站繼電保護系統的可靠性。因此，在智能變電站繼電保護系統中主要是對電壓限定延時的方式進行應用，其能夠對變電站各條變電線路的終端電流量進行準確測量，并且能夠及時地處理負荷電流過載等問題。同時在智能變電站中，一旦出現負荷電流過載問題的時候，系統能夠自發地報警，智能終端會與過載負荷電流的實際情況相結合來對保護命令進行下達，從而使過載負荷電流對電力系統的影響得以有效地解決，提升繼電保護系統的可靠性。

3.3 繼電保護系統的線路保護

線路的保護對于繼電保護系統的可靠性而言十分重要。傳統變電站繼電保護系統中，雖然在線路保護方面效果比較明顯，但是安全隱患仍然存在。而智能變電站繼電保護系統中，通過采取縱聯差動的保護方式能夠在很大程度上使繼電保護系統的可靠性得以保證。并且無論是采用后備式還是集中式，如果配置合理，均能夠使繼電保護系統的功能得以發揮。在繼電保護系統中，線路本身能夠對通道進行連接，在智能變電站繼電保護系統中，在保護線路的同時也能夠檢測整個電力系統的運行情況，所以對線路的保護能夠在很大程度上提高繼電保護系統可靠性。而通過采取縱聯差動的保護方式也是對繼電保護系統可靠性進行提高的一個重要舉措。

4 提高智能變電站繼電保護系統可靠性的方法

提高智能變電站繼電保護系統可靠性的方法有以下三點：

4.1 實現變壓器保護裝置的完善配置

基于電力系統下規定了相應的電壓額度，要想實現供配電的正常運行，則需確保電壓額度限制要求。而在實際踐行的過程中，為了實現對電壓的有效控制，通常是借助變壓器系統的運用來實現的。因此，針對配電保護，則可借助分布式配置方法來實現差動繼電保護，并借助集中式配置方法，實現對后備保護，而針對非電量繼電，則可借助安裝獨立保護裝置來實現有效保護，以此來提升供配電的可靠性。

4.2 優化與完善相應的繼電保護系統

在實際踐行的過程中，需要基于當前電力系統的實際狀況下，針對系統的冗余進行優化設計，以容錯指標的設置來最大程度避免系統出現錯動以及拒動的問題，且確保這一設計不會給系統的運行帶來影響，以此來促使系統實現安全可靠且穩定運行。同時還可將備電切換以及多數表方法運用于這一系統優化設計中，以此來優化并統一系統指標，為提升系統運行的可靠性提供保障。需要注意的是，在進行冗余設計的過程中，需要實現資金的合理投入，以此確保實現經濟效益的最大化。

4.3 線路保護配置與二次巡檢工作的落實

一方面，在線路保護配置上，則需要針對線路來實現保護裝置的設置，以集中式與后備式兩種方式來實現對線路的保護，通過對電壓間隔單元的保護以及對通信的監視，及時發現問題并進行解決，以完善配電線路保護控制方案的提供來確保實現智能電網的安全可靠運行；另一方面，要實現二次巡檢工作的完善落實，通過相應巡檢小組的完善建設，在明確其職責的同時，確保其具備較高的專業能力與職業素養，能夠以二次巡檢工作的完善落實，實現對智能電網配電站繼電保護系統的全面巡檢，以實際發現問題并進行解決，以確保系統實現安全可靠運行。

5 結語

上文簡要分析了智能變電站繼電保護系統的主要構成，然后簡要分析了智能變電站繼電保護系統的可靠性，旨在能夠在智能變電站的發展上做出一定貢獻，使智能變電站繼電保護系統的可靠性得以提高，進而推動智能電網建設工作更好地發展。

參考文獻

[1] 黃明輝，邵向潮，張弛，王海柱，李一泉，蔡澤祥.基于OPNET的智能變電站繼電保護建模與仿真[J].電力自動化設備，2013，（5）.

[2] 王超，王慧芳，張弛，劉瑋，李一泉，何奔騰.數字化變電站繼電保護系統的可靠性建模研究[J].電力系統保護與控制，2013，（3）.

[3] 王同文，謝民，孫月琴，沈鵬.智能變電站繼電保護系統可靠性分析[J].電力系統保護與控制，2015，（6）.

作者簡介：鄺湘吉（1980-），女，國網湖南省電力公司郴州供電分公司工程師，研究方向：繼電保護。

（責任編輯：小 燕）