智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析

賀首喆

【摘? 要】在人們的日常生活中，電力能源十分重要，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)也取得了明顯的進(jìn)步，電網(wǎng)建設(shè)水平也逐漸提高，使變電站智能化普遍的得到應(yīng)用。為了保證智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮著十分重要的作用，提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性十分重要。本文就對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);可靠性

當(dāng)前，智能變電站保護(hù)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了一體化功能，使得系統(tǒng)和系統(tǒng)間能夠互聯(lián)、互通，同時(shí)提高了變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的交互水平，保證電網(wǎng)能夠安全、保質(zhì)保量、穩(wěn)定運(yùn)行，能夠更好地保護(hù)和控制變電站。但是，在我國(guó)變電站智能化水平不斷提高的情況下，依然存在一些問(wèn)題。一方面，變電站工作人員的素質(zhì)沒(méi)有隨著變電站智能化的發(fā)展而提高，導(dǎo)致工作人員和工作崗位相脫離，不符合時(shí)代發(fā)展的步伐;另一方面，變電站的保護(hù)措施不夠完善，容易造成繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而引發(fā)安全事故。基于此，需要提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，準(zhǔn)確分析和計(jì)算變電站可靠性數(shù)據(jù)，有效提高變電站的穩(wěn)定性，從而推進(jìn)我國(guó)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

1、智能變電站及繼電保護(hù)內(nèi)容闡述

所謂的智能變電站主要是指通過(guò)使用先進(jìn)可靠、集成與環(huán)保的智能設(shè)備，在變電站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化以及信息共享的要求下，能夠自助實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)信息的采集、測(cè)量、保護(hù)、計(jì)量以及監(jiān)測(cè)，同時(shí)要求該類(lèi)型變電站能夠具備電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線(xiàn)分析以及協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能。一般來(lái)說(shuō)，智能變電站具有一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，其對(duì)智能電子設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的使用，能夠影響變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)主要是針對(duì)智能變電站系統(tǒng)安全建設(shè)與運(yùn)行所提供的保護(hù)供電設(shè)施。在智能變電站的具體運(yùn)行中，對(duì)于電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障、異常情況，繼電保護(hù)通過(guò)發(fā)出報(bào)警信號(hào)、必要的隔離措施，進(jìn)而對(duì)運(yùn)行的電力系統(tǒng)提供安全保障。當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)主要受到智能變電站總體框架、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能電子設(shè)備、電子式互感器以及IEC61850標(biāo)準(zhǔn)等五個(gè)要素的影響，五個(gè)要素之間相互影響、互為依靠。

2、智能變電站系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的影響

2.1對(duì)數(shù)據(jù)信息的影響

智能變電站系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)中的影響具體體現(xiàn)在數(shù)據(jù)信息上。其中，繼電保護(hù)裝置中的數(shù)據(jù)傳輸工作受到智能變電站系統(tǒng)的影響具體體現(xiàn)在以下方面：第一，互感裝置的置換。傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中所使用的互感裝置主要為電磁互感式，其實(shí)際傳輸及調(diào)節(jié)也需要進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)與優(yōu)化。當(dāng)前智能變電站系統(tǒng)則多用電子式互感裝置，并且該裝置在原有基礎(chǔ)上提升了頻帶寬度及響應(yīng)速度;第二，提升繼電保護(hù)裝置中的數(shù)據(jù)傳輸方式，并由現(xiàn)代二次信息網(wǎng)絡(luò)傳輸方式代替了原有電纜連接方式。例如：在將現(xiàn)代二次信息網(wǎng)絡(luò)傳輸方式進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，它能夠促進(jìn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、和智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)、自動(dòng)和在線(xiàn)分析的高功能變電站形成。

2.2對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)影響

智能變電站系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響具體體現(xiàn)在以下方面：第一，網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)交換有效改善了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中的采集及計(jì)算問(wèn)題，從根本上提升了繼電保護(hù)裝置中的靈活性;第二，提升了原有繼電保護(hù)系統(tǒng)中的功能性，使二次回路具有監(jiān)測(cè)控制的性能;第三，對(duì)繼電進(jìn)行保護(hù)時(shí)，其能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)以保護(hù)裝置為核心的電力系統(tǒng)運(yùn)行模式;第四，有效改善了過(guò)程層的統(tǒng)一采樣及數(shù)據(jù)整合期間存在的弊端。

2.3對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)的影響

第一，繼電保護(hù)數(shù)字化。在智能變電站系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中融合了大量的數(shù)字技術(shù)。因此對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化時(shí)也應(yīng)朝向數(shù)字化發(fā)展，結(jié)合數(shù)字化傳感裝置增加電網(wǎng)通訊系統(tǒng)的信號(hào)傳輸渠道，并有效降低了原有傳感器中易出現(xiàn)測(cè)量誤差等問(wèn)題，提升了傳感器的運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性;第二，繼電保護(hù)的集成化發(fā)展。由于智能變電站系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)變電站相比增加了眾多的電力設(shè)備，因此在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行更新的過(guò)程中，也要注重其自身的集成化發(fā)展方向，并在原有基礎(chǔ)上對(duì)擴(kuò)寬智能變電站運(yùn)輸數(shù)據(jù)的采集渠道，以從多角度，全方面分析與整合信息資源的具體內(nèi)容，為智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全以及可靠性運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性

3.1加強(qiáng)線(xiàn)路故障維護(hù)

在智能變電站系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，為進(jìn)一步提升其自身的可靠性與安全性，工作人員還應(yīng)在原有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)線(xiàn)路故障的維護(hù)，并結(jié)合相關(guān)檢測(cè)措施，將其控制在一定間隔單元當(dāng)中，從而做到從根本上控制與監(jiān)督電力系統(tǒng)在總體運(yùn)行的情況。

3.2過(guò)程層繼電保護(hù)

過(guò)程層的繼電保護(hù)就是將系統(tǒng)迅速跳閘的功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，保護(hù)變壓器、輸電線(xiàn)路以及母線(xiàn)的設(shè)備，并有效的保護(hù)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。電力系統(tǒng)運(yùn)行方式出現(xiàn)變化，主保護(hù)定值中的小波動(dòng)并不會(huì)變化，能夠使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。一次設(shè)備中的保護(hù)要求開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)需要與硬件相分離，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性的保護(hù)，并保護(hù)母線(xiàn)、輸電線(xiàn)路。在相同輸電線(xiàn)路中進(jìn)行獨(dú)立采樣，相加開(kāi)關(guān)電流，發(fā)揮主保護(hù)通信口的調(diào)整過(guò)程，綜合處理系統(tǒng)電流。智能變電站中保護(hù)母線(xiàn)、變壓器，可以發(fā)揮多端線(xiàn)路保護(hù)的作用，并通過(guò)站內(nèi)保護(hù)設(shè)備進(jìn)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(qiáng)化，也使采樣數(shù)據(jù)的可靠性得到提高。

3.3完善變壓器配置保護(hù)

變電站電壓是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的一個(gè)重要參數(shù)，一般情況下，為了保障變電站運(yùn)行良好，需要為變電站電壓額度設(shè)置限值，因?yàn)樵陔妷侯~度超出一定限定值或是不足的情況下，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行都會(huì)受到不利影響，因此變壓器保護(hù)是繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)此，在進(jìn)行變壓器配置的過(guò)程中，可以采取分布式配置方式，對(duì)變壓器系統(tǒng)的壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆稚ⅲ苊獬霈F(xiàn)變壓器春泥更受壓力過(guò)大導(dǎo)致故障問(wèn)題發(fā)生。相應(yīng)的，在繼電保護(hù)系統(tǒng)后期配置時(shí)，為了避免系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜威脅到運(yùn)行效果，最好采用集中配置的方式，充分發(fā)揮出繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能，為變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的保護(hù)。

3.4系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)

繼電保護(hù)中，優(yōu)化系統(tǒng)冗余能夠防止出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)動(dòng)、拒動(dòng)問(wèn)題，使系統(tǒng)更加可靠。強(qiáng)化繼電保護(hù)的冗余性需要做好兩個(gè)方面的內(nèi)容。首先，利用以太網(wǎng)交換機(jī)中的數(shù)據(jù)鏈層技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站的自動(dòng)化。其次，變電站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求不同，依據(jù)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)3個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)科學(xué)的應(yīng)用。總線(xiàn)結(jié)構(gòu)能夠使接線(xiàn)減少，但是需要提高冗余性，使用過(guò)程中長(zhǎng)度要求是比較大的。對(duì)于環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)路上任意點(diǎn)都能夠提供冗余，有很好的冗余性，但是需要很長(zhǎng)的收斂時(shí)間，對(duì)影響系統(tǒng)重構(gòu)。對(duì)于星型結(jié)構(gòu)，其等待時(shí)間不長(zhǎng)，物冗余度，可靠性不強(qiáng)。對(duì)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(hù)系統(tǒng)的可靠性得到提高。在對(duì)系統(tǒng)冗余進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要對(duì)投入率進(jìn)行分析，不僅提高系統(tǒng)的可靠性，也能夠順利實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著近年來(lái)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，在信息技術(shù)深入發(fā)展的今天，智能變電站已成為我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。為了進(jìn)一步保障我國(guó)智能變電站的安全正常運(yùn)行，加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性成為當(dāng)前建設(shè)的重要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，從硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)中，采取有效措施增強(qiáng)該系統(tǒng)日常運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展提供安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢(qián)世偉.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（18）：128.

[2]肖繁，王紫薇，張哲等.基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的繼電保護(hù)系統(tǒng)檢修策略研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46（6）：74-83.

[3]徐晶冉，徐雯.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（22）：121.

[4]陳棟梁.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析[J].四川水泥，2018（10）：300