對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析

王月琦+++張明

摘 要：近年來，隨著智能變電站推廣范圍的不斷擴大，每年都有大量的智能變電站投入使用。因此，智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性問題也成為變電站研究的重點所在。本文筆者即結合個人的實踐工作經驗與相關參考文獻，從多個角度入手對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性展開粗淺的剖析，以供參考。

關鍵詞：智能變電站 繼電保護 可靠性

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（b）-0064-02

正是因為繼電保護系統(tǒng)是確保整個智能變電站高效、穩(wěn)定運行的關鍵所在，所以，強化對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析則直接關系到整個智能電網的建設工作。因此，以下筆者結合個人實踐工作經驗與相關參考文獻，就提升智能變電站繼電保護的可靠性提出幾點個人建議，以供參考。

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的基本組成

第一，電子式互感器。電子式互感器作為智能變電站繼電保護系統(tǒng)之中最為重要的組成部分，能夠提供數字量的輸出，以此實現對二次電力設備的系統(tǒng)集成，促進變電站的智能化發(fā)展。與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比，電子式互感器在故障檢測上具有較高的準確性，能夠提升繼電保護裝置的正確動作率，確保整個智能電網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。同時，電子式互感器的絕緣結構更加簡單，經濟效益也更加明顯。

第二，合并單元。合并單元作為智能變電站繼電保護系統(tǒng)之中不可或缺的重要環(huán)節(jié)所在，在整個繼電保護系統(tǒng)之中具有著十分突出的作用。這是因為合并單元能夠有效避免互感器與保護裝置之間的接線過于復雜，同時也能夠最大限度地降低人力、物力成本，確保智能變電網繼電保護系統(tǒng)的二次設備能夠進行有效的數據共享。

第三，交換機。交換機作為智能變電站繼電保護系統(tǒng)之中最為核心的部件之一，在整個智能變電站繼電保護系統(tǒng)之中充當著中樞神經，在數據傳輸環(huán)節(jié)中被建立在通信通道之上，實現數據幀的交換。

第四，智能終端。智能終端的出現實現了對智能變電站系統(tǒng)內各個電力設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。這是因為智能終端能夠及時接收到繼電保護裝置傳遞而來的跳合閘命令，并且能夠將斷路器的實時信息準確地傳遞到站控層。所以，對電力故障也能夠起到良好的預防性作用，進一步促進智能變電站的智能化控制。

2 智能變電站繼電保護的主要內容

在智能變電站的運行過程中，要想更好地應對所發(fā)生的電力系統(tǒng)故障問題，就必須要進一步強化對智能變電站繼電保護的作用。通常情況下，當智能電網系統(tǒng)中的變壓器設備安裝完成以后，就要對該設備實施保護工作。在對變壓器實施保護時，繼電保護主要從以下兩個方面入手：第一，對變壓器瓦斯實施保護。在智能電網系統(tǒng)中絕緣材料與油箱之中的油發(fā)生相互作用時，會產生一定的有害氣體，此時就需要對變壓器實施瓦斯保護。也就是說，當變壓器的油箱出現問題時，繼電保護系統(tǒng)能夠及時地做出準確反應，發(fā)出相應的警報；第二，對變壓器實施短路保護。智能變電站繼電保護系統(tǒng)主要是利用阻抗元件中的阻抗原理，對整個智能電網實施保護。這是因為當智能電網發(fā)生電力故障以后，電路之中的阻抗元件就會在一定的運行時間后跳閘，進而切實實現對變壓器的短路保護工作。

3 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析

我們可以從可靠度與可用度兩個角度入手對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行分析。所謂的可靠度主要是指在一定的環(huán)境與時間條件之下，智能變電站繼電保護系統(tǒng)完成相關功能的實際概率。通常情況下，我們往往將智能變電站繼電保護系統(tǒng)在正常穩(wěn)定狀態(tài)之下所表現出來的規(guī)律稱之為可用度。所謂的可用度則是指當智能變電站繼電保護系統(tǒng)發(fā)生故障時，相應的維護系統(tǒng)會對電力設備進行修復。

在日常工作中，我們在分析智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性時，主要采用的是蒙特卡羅模擬法、可靠性框圖法，并對智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行可靠性方面的計算。

在智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性計算的過程之中，由于智能終端與合并單元二者采用的都是組網方式，通過GOOSE雙網以跨接的方式對智能變電站的繼電系統(tǒng)實施保護，以此實現對信息數據的收集，完成制定命令的傳輸，對于一些采樣值的數據資料在系統(tǒng)運行中可以通過SV網實現對數據資料的有效傳輸，從而對整個智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行有效提高。同時，采用保護CPU和控制CPU這兩種方式相結合也能夠進一步提升智能變電站的保護測控一體化。

在分析與計算智能變電站繼電保護系統(tǒng)相關數據的過程中我們可以采用數字化組網方式，可以充分利用太網對相關裝置的模擬數據進行及時的傳輸、系統(tǒng)的收集，并且以GOOSE接口組合SV接口的方式，輸入并輸出相關的數據資料，進而為智能變電站繼電保護系統(tǒng)的一體化、數字化打下堅實的基礎，為更加準確地計算與分析智能變電站繼電保護系統(tǒng)提供必要的技術支撐與數據支持。

母線保護組網模式可以將采樣所得的相關數據信息及時地發(fā)送到智能變電站繼電保護系統(tǒng)之中的各個智能終端之上，再將信息傳遞到母差保護裝置之上。這是因為在母線保護組網模式之中，各個間隔的智能終端能夠為繼電保護系統(tǒng)提供準確的刀閘位置，并充分利用GOOSE網絡為母差保護裝置提供所需信號。

此外，為了進一步提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性，還必須要進一步完善智能變電站的智能報警系統(tǒng)，可分為以下三個環(huán)節(jié)：第一，當智能變電站出現電力故障時，繼電保護裝置能夠及時收集并總結站內實時數據信息、警告信息，以及電力設備發(fā)生故障時的相應數據信息，采取恰當的處理方式；第二，做好智能電網發(fā)生電力故障時的初步診斷工作。也就是說，當智能電網發(fā)生電力故障時，要做好電力故障的初步判斷工作，以便在實際判斷環(huán)節(jié)能夠為智能變電站的相關數據進行合理的對比，為其提供最為詳細的電力故障檢驗報告，從而根據電力工作人員在電力故障處理上的實踐經驗，對智能變電站中的報警信息進行逐一的分類，從而實現智能變電站的安全穩(wěn)定運行；第三，對智能電網系統(tǒng)實施跳閘保護工作。也就是說，當智能電網系統(tǒng)開關處于打開狀態(tài)之下時，保護裝置跳閘，信息能夠對智能電網繼電保護裝置的相關問題進行及時的反饋。這里所指的系統(tǒng)異常信息主要是指智能電網系統(tǒng)不運行時所進行的報警；變位信息則是指在智能電網系統(tǒng)中開關變換的情況之下對電網實際工作狀態(tài)所進行的反映。

4 結語

綜上所述，本文筆者就智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性展開粗淺的分析，也是希望通過本文筆者的粗淺闡述，讓廣大同行能夠對智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行準確的可靠性評估，在發(fā)生故障時能夠實現可靠的動作，而在非故障時則可以可靠不動作，進一步保障變電站電力系統(tǒng)的安全生產，電力工作人員的人身安全，在促進智能電網安全穩(wěn)定運行的同時，也最大限度地滿足社會對智能電站的可靠性需求。

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