智能變電站繼電保護系統可靠性研究

野夢航

【摘 ?要】近年來，隨著我國社會經濟的發展，人們的生活質量得到了普遍的提高，同時電力成為了人們生活中必不可少的資源。目前，電力企業的發展及建設，都離不開智能變電站的應用，電力相關工作人員的文化素質及接受新知識的速度都引起了人們的普遍關注，同時智能變電站的安全性和可靠性也深受領導們的高度重視。本文就對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行深入探討。

【關鍵詞】智能變電站;繼電保護;可靠性;措施

智能電網相對于傳統的電網來說，能夠進一步實現電能的傳輸、管控一體化、自動化，智能電網具有安全、環保、高效等優勢，為建設好智能電網，首先需要建設的就是智能變電站，智能變電站的建設是構建智能電網的基礎，是智能電網“電力流、信息流、業務流”的匯集點，與此同時，繼電保護系統又是使得智能變電站高效運行的保障，也就意味著只有智能變電站繼電保護系統的可靠性得到了保障，智能電網的目標才能夠實現。

1、智能變電站與繼電保護的相關概述

1.1智能變電站

智能變電站（SmartSubstation）是在國家大力發展能源戰略，基于基于信息技術、計算機技術、互聯網技術以及智能技術等科學技術在工業、機械制造業、電力行業廣泛應用的背景下得以形成的，用于電能分配、電能傳輸與管控的電網組成結構。相對于傳統常規變電站而言，智能變電站在設備組合應用的基礎上發生了巨大的改變，它通過采用電子通信技術、互聯網技術，實現了變電站系統的二次網絡連接，并在信息采集與管理上得到強化，從而形成數字化、自動化以及智能化電網電能管控與監測。同時，先進電子互感器的應用，推動了變電站繼電保護檢修作業智能化、集成化發展。

1.2智能變電站的繼電保護

繼電保護是智能變電站安全運行過程中不可或缺的存在，基于智能變電站通信網絡化、信息傳輸數字化、管理自動化、監測智能化等特帶，其繼電保護系統相對傳統常規變電站繼電保護系統而言，其體系組成結構存在明顯的差異性。智能變電站繼電保護系統主要以智能終端（IT）、交換機（SW）、斷路器（BR）、合并單元（MU）、保護單元（PR）、電子互感器（MI）、網絡接口（NI）、同步時鐘源（TS）等元件構成，通過分層配置各繼電保護裝置，實現對智能變電站中各電氣設備與電路線路的保護。通過電子式互感器數據采集與分析，使用光纖通道傳輸數據，對系統運行情況進行智能監控，一旦發現故障則啟動啟動保護裝置預設程序，實現故障排查與保護。

2、提升智能變電站繼電保護系統可靠性的方法

2.1提升變壓器保護的可靠性

電力系統對電壓額度有一定的要求，因此，確保電壓額度的準確性才能保證電力系統供配電的正常運行。在實現對電壓的有效控制的過程中，變壓器系統的運用起著決定性的作用，故而提升變壓器保護的可靠性對保證電力系統的運行起著重要的作用。基于變壓器系統對變電站繼電保護系統可靠性的重要作用，在變電站配置變壓器的過程中，可以采取分布式的方法進行配置，這樣可以分散變壓器系統的壓力，可以避免由于變壓器承受過大壓力而出現問題。而在繼電保護系統的后期配置中，需要將分散配置與集中式配置進行結合，以此來降低系統的復雜性，實現變壓器對繼電保護系統的保護作用，進而提升繼電保護系統的可靠性。

2.2過流電限定保護

過流電指電流出現過載的情況，這種問題會是變電站出現電路短路的情況，加大了電流負荷壓力。對于正常電流與負荷電路來說，在大小方面并不存在明顯的差別，但是負荷電流很容易造成變電站外部故障，嚴重降低了繼電保護系統的可靠性。因此，必須要對過流電進行限定保護，通過采取嚴電壓限時延時的手段，更為有效的對變電站各處電流量進行精準的測量，一旦發現過載負荷電流之后，需要及時處理，為智能變電站的穩定打下良好的基礎。

2.3提升運維安全性

提升運維安全性是繼電保護裝置運用到智能變電站之后的另一個突出的問題，能夠更好的保障人們用電的安全性以及可靠性。智能變電站的保護標準根據IEC61850 的體系進行重點設計的。換句話說，在智能變電站中運用網路信息技術能夠實現對運維過程之中的相關電路元件進行重點監控，保障不會出現安全問題。眾所周知，任何事情都有兩面性，網路同樣如此。一方面網絡能夠增強智能變電站運維的順暢，另一方面，網路也會增加運維風險。計算機系統經常會出現網路病毒的入侵，這樣就增加了數據的泄露以及遺失現象出現的概率。要想改變這種狀況，可以對繼電保護系統進行更好的優化，從而提升智能變電站的運維可靠性以及安全性。

2.4擴充系統冗余性，提高系統可靠性

智能變電站能夠具有足夠安全可靠的繼電保護系統則需依倚靠系統冗余性。因此在實際操作環節，一般需從以下方面著手。第一步是要在運行變電站的過程之中依托數據鏈路層技術來實現自動化，不管是使用到了哪種模式都可以實現最終的共同目標。從另一方面來看，三個不同的網絡一起組成了網絡構架，其實際的作用在于提升繼電系統的可靠性。而就總線結來說，使用交換機可以在較短的時間之內改變總線結構并傳送數據信息，但是需要注意的是其冗余度不足，所以操作時間需要被相應延長。另外，就環形結構而言，其結構與總線結構十分相似，不管是在哪一處環路上都能夠提供不同冗余，這些不同冗余結合以太網之后便能夠形成管理交換機并生成協議，通過此種操作，機電系統運行便可以得到物理中斷冗余，從而在一定操作范圍內控制網絡重構。不過其運用時間相對較長，完成任務比較困難，并且會嚴重影響到系統重構。而星型結構又與以上幾點完全不一樣，星型結構的主要特點為等待時間短，所以難以適應在高要求場合運行，并且其中并不存在冗余，因此如果應用于交換機中會影響信息傳送。這就啟示相關的工作人員必須結合具體的情況來選擇網絡構架，如此才能夠選出最為合適的網絡架構以提升系統的可靠性與安全性。

2.5優化線路保護配置與合理開展巡查檢查工作

優化線路保護配置與合理開展巡查檢查工作可以采取以下措施：（1）針對線路保護配置工作，可采用集中式和后備式2種方式，相關人員通過對電壓間隔單元的保護和通信系統的監控，可以及時地發現系統中產生的問題并解決，以提高智能電網系統運行的安全性和可靠性;（2）在智能化的發展下，對人力資源的需求變小，但其仍是電力系統運行不可或缺的因素。在提升智能變電站繼電保護系統可靠性的工作中，應注意巡查檢查工作的開展，成立具有專業技能和職業素養的巡檢工作小組，同時，制定完善的巡檢制度和措施，將巡檢工作落到實處，明確巡檢人員的工作職責。實現巡檢人員對智能變電站繼電保護系統的全面巡檢，及時發現并解決系統中可能出現的問題和故障，進而確保繼電保護系統的可靠運行。

3、智能變電站繼電保護注意事項

為了更好的對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行改善，在開展相關措施的過程中必須要堅持一定的原則，包括可靠性原則、實效性原則及安全性原則等。在進行繼電保護系統可靠性提升的過程中，必須要十分重視安全性原則，對變電站運行的質量與效率進行科學的分析，在保證運行效率的情況下，實現數據通信的安全性能提升，更好的開展智能變電站的建設工作，為社會主義現代化建設做出更大的貢獻。

4、結語

變電站繼電保護系統可靠運行對整個電網具有十分重要的意義和作用，是確保電力系統安全、可靠供電的前提條件。為了能夠有效提高變電站繼電保護系統可靠性，就需要電力部門及工作人員，在工作中要不斷地積累經驗，不斷地充實自己，對當前高新技術進行學習與掌握，進而推動我國智能電網繼電保護工作向著合理化、科學化的方向邁進。

參考文獻：

[1]侯偉宏.數字化變電站系統可靠性與可用性研究[J].電力系統運行與控制，2017.

（作者單位：國網遼寧省電力有限公司盤錦供電公司）