智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的研究

朱守強(qiáng)

摘 要：通過分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)成，對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性存在的不足進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)的改善方法。

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)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0170-01

引 言

目前，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)還出于開發(fā)階段，雖然在大部分理論實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，該系統(tǒng)都產(chǎn)生的良好的應(yīng)用，但是隨著變電站運(yùn)作的負(fù)擔(dān)、專業(yè)水平的逐漸增長，理論實(shí)驗(yàn)結(jié)果的代表性就無法變?nèi)酰詾榱苏_認(rèn)識(shí)繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)智能變電站的保護(hù)效應(yīng)，確認(rèn)系統(tǒng)應(yīng)用可靠性，本文將結(jié)合前人研究理論，對(duì)該系統(tǒng)在智能變電站當(dāng)中的運(yùn)行以及運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，以此來實(shí)現(xiàn)上述研究目的。

1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)成

結(jié)合現(xiàn)代繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)水平，其大致可以分為四個(gè)部分，即電子式互感器、合并單元、交換機(jī)、智能終端，下文將對(duì)此進(jìn)行逐一分析 ：

（1）電子式互感器。電子式互感器的主要作用在于：對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)，即對(duì)異常點(diǎn)進(jìn)行分析，以此來確認(rèn)是否存在故障問題。在以往的變電站當(dāng)中，同樣采用了電子式互感器，但是因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代智能變電站的電子式互感器在各方面性能上都要高于之前，尤其在故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性上[1]。

（2）合并單元。當(dāng)電子式互感器檢測(cè)到智能變電站異常現(xiàn)象之后，就需要通過合并單元將異常信息進(jìn)行傳輸，所以合并單位的主要功能在于連接電子式互感器與其他組成部分。此外，合并單元的應(yīng)用取代了以往大規(guī)模傳輸線路的應(yīng)用，此舉有效降低了繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)成本。

（3）交換機(jī)。交換機(jī)與合并單位的功能類似，兩者具備數(shù)據(jù)傳輸功能，但是交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸具有數(shù)據(jù)分類能力，可以將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的地點(diǎn)，所以在應(yīng)用當(dāng)中，主要作為合并單元的后置設(shè)備來使用，即接收合并單元數(shù)據(jù)，再將合并單位數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。

（4）智能終端。主要負(fù)責(zé)接受交換機(jī)所傳輸而來的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)顯示智能變電站存在故障現(xiàn)象，那么會(huì)故障的具體信息與參數(shù)，采取相應(yīng)的智能決策手段，例如停電保護(hù)手段、預(yù)警手段等，這對(duì)于智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行有良好保障。

2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

2.1 各類智能變電站電力故障中的保護(hù)表現(xiàn)

在智能變電站的運(yùn)行當(dāng)中，會(huì)出現(xiàn)許多不同類型的故障象，那么針對(duì)不同的故障，繼電保護(hù)系統(tǒng)如果能夠全面實(shí)現(xiàn)，那么就說明其具有良好的可靠性。結(jié)合前人研究可見，當(dāng)前繼電保護(hù)系統(tǒng)在各類智能變電站故障當(dāng)中，表現(xiàn)出了良好的保護(hù)效應(yīng)，但是依舊存在一定的缺陷，例如對(duì)配電線路、母線等線路保護(hù)存在一定的不足，具體表現(xiàn)為：因?yàn)楝F(xiàn)代線路的規(guī)模各不相同，導(dǎo)致其內(nèi)部電力傳輸?shù)乃俾省⒁?guī)模、伏特均存在差異，此時(shí)繼電保護(hù)系統(tǒng)尚還不具備對(duì)此類差異進(jìn)行識(shí)別，所以也就無法提供全面、可靠的保護(hù)效應(yīng)[2]。

2.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性表現(xiàn)

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)需要全天候運(yùn)行，在此運(yùn)行模式之下，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)了運(yùn)行失常現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致智能變電站的運(yùn)行同樣受到影響，為此應(yīng)當(dāng)了解繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，確認(rèn)其發(fā)生運(yùn)行失常的概率。目前，在許多實(shí)驗(yàn)與實(shí)證應(yīng)用中可以看到，在無明顯外部因素干擾的前提下，整體繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行失常現(xiàn)象的概率約在6～8%，這樣的表現(xiàn)無疑是良性表現(xiàn)，然而在個(gè)別實(shí)驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，有繼電保護(hù)系統(tǒng)的失常現(xiàn)象高達(dá)20%，這樣的現(xiàn)象說明繼電保護(hù)系統(tǒng)還存在有待改善的地方。

2.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)綜合性能表現(xiàn)

現(xiàn)代智能變電站的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其中包含了許多先進(jìn)的儀器設(shè)備，如果這些設(shè)備的電路出現(xiàn)問題，那么同樣會(huì)造成繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行故障，而不同儀器設(shè)備的電路可能存在巨大的差別，對(duì)此通過前人研究了解到，現(xiàn)代的繼電保護(hù)系統(tǒng)其功能指標(biāo)主要依照以往變電站的指標(biāo)來建設(shè)的，只相對(duì)提高了各項(xiàng)功能的性能，例如靈敏度、準(zhǔn)確度等等，由此可以說明如果智能化變電站當(dāng)中，出現(xiàn)了一些先進(jìn)度較高的儀器設(shè)備，那么繼電保護(hù)系統(tǒng)很可能無法對(duì)此識(shí)別，導(dǎo)致其綜合性能存在缺陷。

3 提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的方法

3.1 過程層繼電保護(hù)

過程層即為電路傳輸?shù)倪^程，此過程當(dāng)中主要涉及智能變電站當(dāng)中的相關(guān)線路，例如上述的配電線路與母線。具體改善方法為：采用多段線路保護(hù)模式，將智能變電站當(dāng)中的各類線路進(jìn)行準(zhǔn)確定義，使其在形式上保持整體性，在識(shí)別屬性上保持獨(dú)立性，此時(shí)可以避免以往繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，需要對(duì)不同線路進(jìn)行識(shí)別的流程，降低了繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)，并且因?yàn)榫哂忻鞔_的定義，使得繼電保護(hù)系統(tǒng)即時(shí)無法識(shí)別線路類型，也可以根據(jù)定義信息來判斷是否存在故障問題，此時(shí)即消除了上述中的不足。

3.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)性能提高

針對(duì)個(gè)別實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行失常概率暴漲的現(xiàn)象進(jìn)行分析了解到，其主要原因在于智能變電站的運(yùn)行壓力過大，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)也相對(duì)較大，最終才造成家棟的失常概率，那么針對(duì)此現(xiàn)象，現(xiàn)代智能變電站當(dāng)中，可以采用分布式布設(shè)來安置繼電保護(hù)系統(tǒng)，此舉首先能夠降低繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的工作負(fù)擔(dān)，其次因?yàn)榉植际降牟季郑梢越档蛦为?dú)智能變電站負(fù)荷繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的能源傳輸。

3.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)綜合性能改善

介于上述繼電保護(hù)系統(tǒng)綜合性能的不足，其主要原因在于該系統(tǒng)的技術(shù)水平存在缺陷，因此無法直接對(duì)此進(jìn)行改善，只能通過一些輔助手段來彌補(bǔ)綜合性能上的不足，例如針對(duì)智能變電站的設(shè)備電路保護(hù)配置工作，可以新增繼電保護(hù)系統(tǒng)以集中式、后備式2種方式進(jìn)行布設(shè)，在應(yīng)用當(dāng)中，新增繼電保護(hù)系統(tǒng)可以針對(duì)無法識(shí)別的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)輔以人工電壓間隔單元交互監(jiān)控，以此來消除綜合性能不足帶來的問題。

4 結(jié) 語

本文主要對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行了研究工作，首先對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)成進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，了解了該系統(tǒng)的運(yùn)作原理。其次分析了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，結(jié)果顯示該系統(tǒng)可靠性尚存不足，最終針對(duì)上述不足，提出了相關(guān)的改善方法。

參考文獻(xiàn)

[1]王勝男.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)及可靠性研究[J].科技資訊，2017，15（7）：47～48.

[2]楊民凱，武光升，徐慶忠.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究[J].環(huán)球市場(chǎng)，2016（15）：141.

收稿日期：2018-9-17