智能變電站繼電保護系統可靠性分析

王成斌

摘要：智能變電站繼電保護系統的正常運行是變電站的穩定運行的基礎保障，因此針對系統可靠性的研究一直以來都受到相關領域學者和工程技術人員的廣泛關注。本文將就智能變電站繼電保護系統的可靠性進行分析研究。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護系統；可靠性

近些年來，為了更好的滿足廣大社會群眾對供用電質量不斷提高的要求，我國在智慧電網建設方面投入了更多的精力和資源。而在智能變電站運行的過程中，變電站繼電保護系統的可靠性直接影響著其安全穩定，因此針對智能變電站繼電保護系統的可靠性分析和整個智能電網的安全運行存在著十分緊密的關系，我國必須不斷加強電力事業的研究探索。

1 智能變電站繼電保護系統的組成分析

（1）電子式互感器。電子式互感器是智能變電站機電保護系統的重要組成部分，現階段應用的互感器已經完成了電磁結構向電子形式的轉變，以更好的適應電網發展的需求。相較于傳統的電磁式互感器，電子式互感器在故障精確檢測方面具有極大的優勢，同時還能夠促進保護裝置正確動作率的提升，為電力系統的安全穩定運行奠定堅實的基礎。同時的電子式互感器配套光纜的經濟性要優于傳統電纜，可以對絕緣結構進行簡化。

（2）合并單元。在智能變電站繼電保護系統工作的過程中，電子式互感器會將系統采樣信息傳送到的合并單元，合同單元的工作就是將接收自電子式互感器的信息進行合理的組織整理，并對信息數據的格式進行適當的轉化處理，最終發送到保護裝置。隨著技術和設備的不斷發展，現階段，智能變電站繼電保護系統的合并單元發揮的作用越來越重要，不僅能夠有效的解決互感器和保護裝之間的復雜接線問題，還能夠大幅度的降低資金的投入，并且在二次設備間數據相互傳輸方面也發揮著一定的積極作用。

（3）交換機。作為智能變電站繼電保護系統的核心部分之一，近些年來交換機已經從傳統的保護系統轉換為依托交換機構建的以太網。當前階段，交換機在智能變電站繼電保護系統運行的過程中主要發揮著中樞神經的作用。尤其是在信息數據傳輸方面，繼電保護系統的交換機可以利用通信通道實現數據幀的交換，以此實現數據的有效傳輸。

（4）智能終端。將智能終端引入到智能變電站繼電保護系統中的主要作用是對電力系統故障進行高效精確的檢測維修。同時，智能終端不僅可以接收保護裝置傳送的跳合閘命令，還能夠將斷路器的實施信息傳入到站控層中。此外，智能終端可以對電力系統斷路器內部電磁、溫度、機械能等狀態進行全面的檢測掌握，為電力系統故障的預防提供詳實可靠的數據支持。

2 智能變電站繼電保護系統可靠性分析

（1）智能變電站繼電保護系統可靠性分析計算方法。變電站繼電保護系統中包含了大量的元件和子系統，其中任何一個環節出現故障問題都會對整個系統的穩定運行造成影響。考慮到兩者之間是串聯關系，因此一般情況下，變電站繼電保護系統的可靠性計算公式如下：

其中，Rsys代表的是整個繼電保護系統的可靠性，m為系統元件或是子系統的數量，Rj則是第j個元件或是子系統的可靠性。

而在智能變電站中，可以將繼電保護系統的傳輸介質視作線段，各元件視作節點，使之作為一個連通網絡系統進行最小路集法運算，對時回路相關元件的可靠性是唯一的計算依據，因此必須結合始終源進行正確修改之后對智能變電站繼電系統實施保護，因此在進行可靠性計算時應該參考以下公式：

其中，R MU、R PR以及R IT分別代表著修正后合并單元、保護單元以及智能單元的可靠性，P則是指同步時鐘源到相關設備第I條最小路徑，n代表著最小路徑。

（2）智能變電站繼電保護系統可靠性分析。為了有效保障智能變電站繼電保護系統運行的可靠性，應該從以下幾個方面入手：

首先，完善變壓器配置保護。變電站電壓是電力系統運行中的一個重要參數，一般情況下，為了保障變電站運行良好，需要為變電站電壓額度設置限值，因為在電壓額度超出一定限定值或是不足的情況下，電力系統的穩定運行都會受到不利影響，因此變壓器保護是繼電保護系統運行的關鍵環節。對此，在進行變壓器配置的過程中，可以采取分布式配置方式，對變壓器系統的壓力進行適當的分散，避免出現變壓器春泥更受壓力過大導致故障問題發生。相應的，在繼電保護系統后期配置時，為了避免系統過于復雜威脅到運行效果，最好采用集中配置的方式，充分發揮出繼電保護系統的功能，為變壓器的穩定運行提供良好的保護。其次，過流電限定保護。過流電一般情況下指的是電流過載，這種情況是導致變電站出現外部電路短路問題的主要誘因之一。在電流過載的情況下，電流的負荷壓力會產生大幅度的增高，若是不及時進行控制處理，有很大的可能會導致變電站外部故障的出現，同時也會危及到變電站繼電保護系統的穩定運行。在智能變電站運行的過程中，繼電保護系統對負荷電力過載問題十分敏感，一經出現，就會即時發出報警，之后系統智能終端就會迅速對具體情況信息進行采集、整理和分析，制定并執行相應的保護命令，將其對電力系統運行的負面影響控制在最小的范圍內。最后，加強對繼電保護系統線路的保護。在具體工作中，主要是采用縱聯差動的方法保障繼電保護系統的可靠性。智能變電站繼電保護系統運行的過程中，線路本身能夠對通道進行連接，這樣就可以在達成保護線路目標的同時，實現對電力系統運行狀況的檢測了解，因此加強對線路保護的重視對于智能變電站繼電保護系統功能的最大化發揮具有十分重要的意義。

3 結語

綜上所述，智能變電站的繼電保護系統主要由智能終端、交換機、合并單元、電子式互感器等幾部分構成，為了有效的保障繼電保護系統的穩定運行，為電力系統提供良好的保護，必須從過流電限定保護、線路保護以及變壓器保護等幾個方面入手，切實提高繼電保護系統的可靠性，促進我國智能電網建設的持續推進。

參考文獻：

[1]張延旭.智能變電站繼電保護系統的信息流建模與可靠性提升策略[D].華南理工大學，2016.

[2]文繼鋒，盛海華，周強，姜健寧，熊蕙，潘武略.智能變電站繼電保護在線監測系統設計與應用[J].江蘇電機工程，2015，34（01）：2124+29.

[3]劉洋，馬進，張籍，陳艷波，杜治，蔡勇，顏炯，謝東.考慮繼電保護系統的新一代智能變電站可靠性評估[J].電力系統保護與控制，2017，45（08）：147154.