智能變電站故障對繼電保護的影響

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0 引言

與傳統變電站相比，智能變電站的結構已經發生了極大的變化，其中的二次變電系統主要包括合并單元、開關、電子變壓器、監控和保護裝置等，且變電站內部連接斷路器和保護裝置的復雜電纜已經被簡單的光纖取代，控制裝置與保護裝置間的電流、電壓采樣值，也從原本的模擬信號變成了現代的數字信號。因此，對智能變電站中時間同步技術提出了更高的要求，就該技術故障對繼電保護帶來的影響并提出優化繼電保護的措施展開研究勢在必行。

1 智能變電站故障對于繼電保護的影響

在智能變電站中，時間同步系統可以為各種類型電力系統內的二次變電設備提供時間同步信息，例如，微機設備的繼電保護裝置、自動化調度系統和雷電定位系統等。在變電站中，同GPS時鐘源的擴展板相連接的設備主要包括了主變壓器中壓測合并單元、低壓側合并單元和高壓側合并單元。GPS時鐘源的擴展板同主變高壓側的合并單元、110 kV母線合并單元、110 kV分段合并單元、主變壓器高壓側的合并單元相連接。當智能變電站處于正常工作條件時，每秒鐘合并單元可以完成4 000個采樣，按照從0到3 999的方式進行計數，當同步脈沖達到臨界值時，合并單元復位的采樣值就會從0開始。主變壓器的合并單元本身并無同步的自我保護功能，即在GPS系統失去了衛星信號時，系統本身無法自動切換到GPS時間上，且GPS時鐘源擴展板也會同時停止定時信號的發送，導致同擴展板相連接的設備也同時失去時間同步的狀態。

對智能變電站來講，如果其失去了采樣同步時，主變壓器就會鎖定差動保護；當智能變電站恢復了采樣同步時，主變壓器就會將差動保護斷開，檢索出可以對80進行整除的采樣數據，以此來保證采樣點可以保持同步。面對此種情況，如果相關人員僅考慮由網絡傳輸問題導致的時間延遲情況，會導致主變壓器無法對時間差已經超過了一個周期的問題進行正確的處理。在智能變電站中，誘發自身故障問題產生的主要原因就是主變壓器在繼電保護方面的缺陷。如果三方樣本數量不能夠保持一致，誤動保護就無法順利鎖定故障，且系統丟失了GPS時鐘源的信號時，系統就不能夠順利的切換到GPS時鐘源，導致定時信號的發送被停止，最終導致三方樣本在數量上的不一致性[1]。

2 提升智能變電站繼電保護水平的措施

2.1 加強運行期間的繼電保護

對智能變電站來講，其在運行期間要想降低故障發生概率，提高繼電保護可靠性，就必須要做好變電站運行期間的繼電保護，并且對于變電站內母線和輸電線路等各類電氣設備，以科學合理的方式進行保護，確保智能電網實際運行中存在的各類風險都能夠被降到最低值，從而保證智能變電站可以維持安全穩定的運行狀態。變電站在繼電保護期間，相關人員必須要熟練的掌握繼電保護系統的各項功能，簡化繼電保護系統中安裝的各類保護設備和裝置。即如果智能變電站的實際運行情況發生了一定的變化，主保護定值中產生了小型的波動，此時智能變電站的變化幅度相對較小，其本身的安全穩定運行不會發生較大的變化。由于智能變電站在運行期間使用的一次性設備相對較多，所以在繼電保護期間必須要將硬件和開關分開設計，分別對其進行繼電保護，以此來提升繼電保護可靠性。

2.2 強化對間隔層的繼電保護

智能變電站在進行繼電保護期間，可以對雙重化配置進行合理的利用，集中完成后備保護的配置工作，以此來全面的提升繼電保護可靠性[2]。變電站中相關工作人員需要對各個相鄰范圍之內運行的各類線路展開保護，從智能變電站實際運行情況出發，針對跳閘問題制定出科學合理、行之有效的保護策略，保證智能變電站運行的安全性與穩定性。在對智能變電站繼電保護的過程中，相關人員可以對整個智能變電站的電壓展開繼電保護，在合理利用各類現代化技術的基礎上，根據變電站實際情況，適當的調整相應的繼電保護基礎，確保繼電保護可以同智能電網運行相適應，維護繼電保護的可靠性。

2.3 強化變壓器配置保護的力度

一般情況下，智能變電站在運行的過程中，會對電壓額度進行限定，只有在保證電壓單位適合的情況下，才可以保證電力系統運行的穩定性和安全性。從智能變電站實際運行過程來看，如果變電站內部出現了電壓不足或者是電壓過載的情況，就會導致電力系統在運行期間的穩定性受到較大的不利影響。在智能變電站中，變壓器系統的主要功能就是對電壓進行調節，所以，加強低變壓器設備的保護力度，也可以對提高站內繼電保護工作的可靠性提供一定的幫助[3]。因此，在對智能變電站進行繼電保護期間，要想進一步保障變壓器系統運行的安全性，就必須要在構成繼電保護的系統中，合理的利用變壓器的分布式配置法，以便確保變壓器系統中的壓力可以得到一定的分散，避免在對變壓器設備的電力進行調節的過程中，因為自身需要承受較大的壓力，為智能變電站故障的發生埋下較大的安全隱患，對繼電保護可靠性帶來不利影響。

2.4 做好線路保護工作

對變電站中繼電保護系統來講，線路保護是影響繼電保護可靠性的一個重要的因素。在對智能變電站實行繼電保護期間，可以對線路采用“縱聯差動”的繼電保護模式，以此來提高站內繼電保護工作的可靠性。對縱聯差動保護法來講，其可以分為后備式和集中式兩種，無論選擇哪一種方式來實行繼電保護，都可以將繼電保護的功能價值最大限度的發揮出來，為提高繼電保護可靠性提供促進作用。在智能變電站中，各類線路都可以對電壓之間間隔單位起到良好的控制作用，同時以合理的方式檢測電力系統運作的具體情況，保證智能變電站在運行期間的安全性與穩定性，這也是提高繼電保護可靠性的一個主要的途徑。

3 結束語

智能變電站的成功建設，促進了變電站信息數字化管理的展開和通信平臺中網絡化、信息規范化建設的進程。在智能變電站中，所有子系統與設備都可以借助以太網完成數據的交換，這就使變電站中時間同步系統的技術水平要求也進一步提高。因此，了解時間同步系統故障對于智能變電站內繼電保護帶來的不良影響，并從各個方面入手提出相應的改進措施，對于提高智能變電站繼電保護工作的可靠性具有非常重要的作用，這也是電力系統中相關單位和人員必須要完成的一項工作。