智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性淺析

孫一飛 張家然 張旗 王楚淇 李文濤 石磊

國網(wǎng)遼寧省電力有限公司營口供電公司 遼寧 營口 115000

引言：

在我國社會發(fā)展與日俱增的今天，智能變電站已在全國范圍內(nèi)逐步進行推廣使用，在此發(fā)展階段，繼電保護系統(tǒng)發(fā)揮著至關重要的作用。因此雖然利用現(xiàn)代科技技術建設出更加穩(wěn)定及智能的變電站，但是也對繼電保護系統(tǒng)提出了更加高層次的專業(yè)技術要求，需要提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

一、智能變電站

智能變電站是隨著當前智能電網(wǎng)的發(fā)展而構建的，使信號傳輸實現(xiàn)數(shù)字化與智能化，進而提高電力系統(tǒng)整體的信息傳遞速度，從而使我國電力事業(yè)在智能化發(fā)展道路上順利前行。智能變電站的構建是智能化的，當?shù)蛪贺摵闪繙p少時，變電站可以自主的實現(xiàn)輸送電量的降低，以此對電能起到有效節(jié)約的效果；而當?shù)蛪贺摵闪吭黾訒r，變電站會及時進行電量補充輸送，滿足負荷量的需求，因此降低了工作人員的數(shù)量，節(jié)約了大量的人力資源，也提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。智能變電站主要是通過網(wǎng)絡連接將以往的電纜連接方式取締，每個變電站設備之間均通過網(wǎng)絡傳輸進行數(shù)據(jù)交換，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)低碳環(huán)保的效果，也提高了數(shù)據(jù)之間的交互效率，保障了設備的正常運行，但是也對設備的保護措施提出了更加高規(guī)格的要求，如運維工作、功能分布、設備維護、配置重組等等方面，在當下智能變電站快速發(fā)展的時代，我們應盡可能的提高繼電保護的可靠性、安全性，盡可能的是變電站工作狀態(tài)保持在一個最佳水平上。

二、繼電保護系統(tǒng)可靠性分析

（一）就地化間隔保護

就地化間隔保護在繼電保護中也一樣要遵循四項基本要求，即可靠、選擇、靈敏、速動，繼電保護裝置需要靠近被保護的設備進行安裝，直接的縮短兩者之間的距離，從而實現(xiàn)保護裝置的就地化設置，解決以往智能變電站中繼電保護采樣的復雜性、數(shù)據(jù)不牢靠、保護動作時間延遲較長等問題。

就地化間隔保護采用電纜采樣、電纜跳閘的方式，通過環(huán)網(wǎng)通信建立之間信息傳輸?shù)耐ǖ溃蟊M可能的小型化、標準化，同時又不需要加以防護的安全性安裝。小型化安裝即是指采用集中緊密的裝置結(jié)構，合理的減少裝置的特定尺寸，盡可能的靠近被保護對象進行安裝；標準化即指保護裝置采用標準化接口，實現(xiàn)與設備的統(tǒng)一安裝，“即插即用”，同時也為相應設備的預先準備、模式生產(chǎn)做好基礎；安全性安裝即是指在各形各樣的電磁場力或其他外界環(huán)境較為惡劣的干擾下，可進行無防護的戶外安裝。

間隔保護裝置通過貼近一次設備的就近安裝，可采取直接采樣、直接跳閘的方式，減少其他數(shù)據(jù)傳輸、接收、判斷、輸出的環(huán)節(jié)，極大的縮減了電氣連接距離。保護裝置采用“電纜取樣”的方式，可直接擺脫外部時鐘的控制保護，并且提高了就地保護的可靠性能；采取“電纜跳閘”的方式，可不再等待接收主站發(fā)出的信息判斷及命令，直接自主運行，提高了就近保護的速動性能；即便當站域?qū)泳W(wǎng)絡或區(qū)域通信網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，所采集的信息數(shù)據(jù)無法進行有效傳輸時，就地間隔保護的主保護特性也不會受到嚴重的干擾，實現(xiàn)間隔保護的充分“自治”功能；就地保護裝置在實現(xiàn)連閉鎖功能時，主要通過的網(wǎng)絡方式是GOOSE，以此可最大程度的體現(xiàn)出IEC 61850的信息共享特點。

在確保就地化保護裝置可靠性的前提下，可在智能變電站發(fā)展中，合理的對就地化間隔保護進行科學的集成，需要遵循以下兩個原則：其一是對象原則，在原有的就地化保護中，會出現(xiàn)同一被保護對象與不同保護同時建立連接，其主要的信息模擬量及開關位置基本上是一致的，因此可以考慮集成至同一保護中，如母聯(lián)保護可集成到站域保護中。其二是運行原則，原有的保護中，3/2接線短引線保護，只有在主變間隔停止使用后，才能運行，但是斷路器卻是一直的運作，因此可以將短引線保護集成至斷路器保護裝置中，完成運行上的集成。

（二）多層次的保護系統(tǒng)

智能變電站中繼電保護是由多層次的保護系統(tǒng)共同建立而成的，即就地間隔層、站層區(qū)域及站與站之間的區(qū)域電網(wǎng)層，就造成了以往的各個層次的集中保護需要合理、科學的分化到這三層保護系統(tǒng)中去。站與站之間的區(qū)域電網(wǎng)層主要是利用站間信息的傳輸與判斷對本站的變壓器等設備進行優(yōu)化處理，同時做好設備線路后備保護；站層區(qū)域的保護主要利用站域信息的判斷與傳輸，對站內(nèi)設備進行后備保護；就地化間隔保護主要是通過電纜直采直跳方式，對信息進行直接判斷及處理，進而實現(xiàn)各間隔的“保護自治”思想，同時也擔任著向站域?qū)蛹皬V域?qū)颖Ｗo裝置的信息輸送。

三、在全新的智能變電站繼電保護中需要格外注意的工作要點

其一，在繼電保護系統(tǒng)的建設過程中，需要緊密貼合其可靠性、速動性、靈敏性及選擇性的特點，就地保護裝置的在設置安裝時要必須確保電磁環(huán)境適應性、氣候環(huán)境適應性等方面。其二，繼電保護系統(tǒng)的“無盲點”監(jiān)測，智能變電站的信息傳輸主要是通過通信光纜進行的，工作人員不能直觀的進行檢查或維修，應當加強對保護功能與設備信息的監(jiān)控，進而完成保護裝置、網(wǎng)絡連接、信號輸入、信號輸出的自檢功能。

四、結(jié)束語

隨著我國科學技術的不斷提高，智能變電站的發(fā)展必然會形成一定規(guī)模，為廣大群眾帶來更多便捷的服務，同時其安全可靠性能也會不斷的提升，保護人們的生命安全。而智能變電站的發(fā)展離不開繼電保護系統(tǒng)的可靠性研究，因此提高繼電保護系統(tǒng)可靠性的工作是至關重要的。