智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性

摘 要：在日常生產(chǎn)生活中，電力能源是極為重要的，隨著科學技術的發(fā)展進步，電力行業(yè)也獲得了極大的進步，電網(wǎng)建設的水平也逐步提高，變電站智能化廣泛的應用。為維護智能變電站的高速穩(wěn)定運行，繼電保護系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性是極為必要的。本文就智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性進行分析研究。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護系統(tǒng)；可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.126

我國的經(jīng)濟發(fā)展中，電力系統(tǒng)發(fā)揮著支柱性的作用，隨著電力技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)也逐步實現(xiàn)智能化的建設，電網(wǎng)系統(tǒng)需要有智能化的電力設備作為支撐。相比于傳統(tǒng)的變電站繼電保護裝置，智能電力工程使用自動化、信息化技術，實現(xiàn)變電站的智能化繼電保護。選擇繼電保護設備時，首要的標準就是靈敏性、可靠性，從而使變電站正常的運行。使用智能化設備滿足變電站工作需要，維護繼電保護系統(tǒng)的安全。

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的重要性

可靠性是在一定時間、環(huán)境因素下，元件系統(tǒng)沒有故障的、順利的完成規(guī)定功率。智能電網(wǎng)建設中，智能變電站是極為重要的組成部分，繼電保護系統(tǒng)的運行效果將對智能變電站的故障情況產(chǎn)生直接的影響。智能變電站是利用網(wǎng)絡、信息化技術使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，其中涉及很多智能化的電子設備，對設備的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性有著很高的要求。在智能變電站運行中，運行環(huán)境、數(shù)據(jù)信息等變化會對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響。電力系統(tǒng)運行過程中，繼電保護系統(tǒng)會出現(xiàn)問題，需要結(jié)合故障出現(xiàn)的時間、地點，利用其隔離功能[1]，避免電力系統(tǒng)受到電壓、電流等危害，使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。所以智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性是極為重要和必須要的。

2 提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的策略

2.1 變電器保護

為使電網(wǎng)安全運行，變壓器保護的可靠性也發(fā)揮著重要的作用。利用比率制動原理、二次諧波制原理等強化差動保護的穩(wěn)定性。在智能變電站中，智能技術的發(fā)展與應用，依據(jù)小波理論差動保護、人工神經(jīng)網(wǎng)絡原理的差動保護能夠使設備保護更加靈敏，更好的鑒別故障，但是目前這種技術成熟度不強。計算機有著明顯的優(yōu)勢，并且相對成熟，有著很強的處理和記憶能力，能夠?qū)⒈Ｗo、錄波以及測控等功能集合，利用網(wǎng)絡接口及時上傳設備的狀態(tài)、保護以及錄波數(shù)據(jù)，實時顯示保護動作、參數(shù)變化等，結(jié)合實際情況修改定值或者及時投退某一功能，能夠很好的提高變壓器保護的可靠性。

2.2 過程層繼電保護

過程層的繼電保護就是將系統(tǒng)迅速跳閘的功能進行實現(xiàn)，保護變壓器、輸電線路以及母線的設備，并有效的保護電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。電力系統(tǒng)運行方式出現(xiàn)變化，主保護定值中的小波動并不會變化，能夠使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。一次設備中的保護要求開關設計需要與硬件相分離，實現(xiàn)獨立性的保護，并保護母線、輸電線路。在相同輸電線路中進行獨立采樣，相加開關電流，發(fā)揮主保護通信口的調(diào)整過程，綜合處理系統(tǒng)電流。智能變電站中保護母線、變壓器[2]，可以發(fā)揮多端線路保護的作用，并通過站內(nèi)保護設備進行同步采樣。同步調(diào)整變電站主站采樣，使采樣數(shù)據(jù)的適用性得到強化，也使采樣數(shù)據(jù)的可靠性得到提高。

2.3 間隔層繼電保護

在變電站繼電保護中應用雙重化配置，對后備保護進行集中化的配置，通過后備保護系統(tǒng)為變電站提供后備設備保護、開關失靈保護，并對相鄰范圍中的相連線路、對端母線進行保護，依據(jù)后備設備電流判斷電網(wǎng)運行中的問題，完善跳閘策略。同時，在變電站電壓中實現(xiàn)等級的集中配置，調(diào)整技術實施，并適應電網(wǎng)的運行情況，以電網(wǎng)運行為基礎制定幾套運行方案，并結(jié)合變電站的電網(wǎng)系統(tǒng)，選擇最優(yōu)的運行方案，實現(xiàn)智能變電站的繼電保護。

2.4 系統(tǒng)冗余設計

繼電保護中，優(yōu)化系統(tǒng)冗余能夠防止出現(xiàn)系統(tǒng)錯動、拒動問題，使系統(tǒng)更加可靠。強化繼電保護的冗余性需要做好兩個方面的內(nèi)容。首先，利用以太網(wǎng)交換機中的數(shù)據(jù)鏈層技術，實時監(jiān)控變電站的自動化。其次，變電站網(wǎng)絡架構(gòu)需求不同，依據(jù)總線結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)3個基礎網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的特點科學的應用[3]。總線結(jié)構(gòu)能夠使接線減少，但是需要提高冗余性，使用過程中長度要求是比較大的。對于環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)路上任意點都能夠提供冗余，有很好的冗余性，但是需要很長的收斂時間，對影響系統(tǒng)重構(gòu)。對于星型結(jié)構(gòu)，其等待時間不長，物冗余度，可靠性不強。對于這3種結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合自身的需要優(yōu)化選擇，從而使變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性得到提高。在對系統(tǒng)冗余進行設計時，還需要對投入率進行分析，不僅提高系統(tǒng)的可靠性，也能夠順利實現(xiàn)經(jīng)濟效益。

2.5 做好線路保護配置與巡檢

使用集中式、后備式的方法對線路保護配置，工作人員保護電壓間隔單元、監(jiān)控通信系統(tǒng)，明確系統(tǒng)中的問題，從而使智能電網(wǎng)運行更加安全可靠。隨著智能化的發(fā)展，雖然人力資源需求下降，但是依舊是不可或缺的重要因素，要積極建立巡查小組開展巡查工作，并完善巡檢制度等，明確工作人員的巡檢責任，及時發(fā)現(xiàn)問題并妥善處理，使繼電保護系統(tǒng)的運行更加可靠。

3 結(jié)束語

如今電力資源的需求量逐漸增加，電力系統(tǒng)的可靠性的重視程度逐漸提高。在智能變電站中，繼電保護系統(tǒng)是極為重要的組成部分，而隨著新技術、新設備的出現(xiàn)，繼電保護系統(tǒng)也面臨著一定的挑戰(zhàn)，為此必須要從多個方面入手，從電力系統(tǒng)運行中總結(jié)經(jīng)驗，利用更加專業(yè)的知識促使繼電保護系統(tǒng)實現(xiàn)智能化、信息化的發(fā)展。

參考文獻：

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[2]馬驍旭，王壽星，張洪帥，李季.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導報，2016，13（30）：5+7.

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作者簡介：于航（1991-），男，遼寧大連人，學士，工程師，研究方向：電氣專業(yè)。