探究提高智能變電站繼電保護可靠性的措施

王瑞婷

【摘 ?要】近年來，隨著社會經濟發展速度不斷加快，科技水平顯著提高，為電力技術的創新進步提供了必要保障。電力系統在電力技術的影響下愈加智能，而智能化也逐漸發展成電力系統未來發展趨勢。在電力系統智能化發展背景下，智能變電站應用也愈加普及。本文通過對智能變電站、繼電保護相關內容進行闡述，以及對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行分析，進而指出提升其繼電保護系統可靠性的有效措施，進而保障智能變電站的安全運行。

【關鍵詞】智能變電站;繼電保護;可靠性

中圖分類號：TM732 ?文獻標識碼：A

1 引言

由于電力系統建設的不斷完善，供電網絡的規模和電壓等級不斷提高，所以對電力系統的安全性、可靠性提出了更高要求。電力行業為人們提供高質量、安全和經濟的電能是當前首要解決的問題，智能電網建設是國家提出的戰略布局，智能變電站是把通信網絡技術和控制技術進行結合的產物，二次系統在信息傳輸模式上產生了很大的轉變，實現了對變電站運行信息進行采集、測量、保護及控制等功能，可以與電網自動化進行結合，為實現在線分析決策和智能調整提供依據。

2 智能變電站中繼電保護的重要作用

我國的智能變電站隨著經濟發展變得越來越重要，它每日所產生的供電量與人們的生活緊密聯系在一起。但是，在智能變電站的實際運用和發展中仍然存在許多問題，例如繼電保護裝置中的重要器件發生故障，會影響整個智能變電站;斷路器經常會發生跳閘的情況，無法提供足夠的供電量，給人們的生活帶來嚴重影響。這些情況會導致智能變電站中的供電設備受到損壞，需要企業在控制范圍內靈活處理問題。電力系統在運行和維護過程中，如果某一方面出現了問題，會在繼電保護設備的保護下發出警報，提醒相關工作人員進行處理，使其產生的不利影響控制在范圍內。一旦智能變電站發生故障，繼電保護裝置就會在第一時間進行緊急處理，將發生故障的區域與電力系統進行分離處置，以免擴大故障區域，減少受損害區域，為整個智能變電站提供安全保障。

3 智能電站繼電保護系統可靠性計算

為使智能變電站可以在應用層面實現智能化，主變壓器繼電保護應用CPU控制器實現相關的控制功能，測量和采樣可當作繼電保護啟動和識別的依據，從而更好地提升繼電保護系統的可靠性。主變壓器的保護可靠性，可利用最小路集和最小割集不交化控制算法，把每個電氣元件正常工作概率引入，從而獲取主變器可靠性函數為R主變（t=16P3itP7emP2smP2muPpr）。其中，Pit是變電站智能控制終端正常條件下概率，Pem則為網絡通信介質正常條件下概率，Psm是交換機設置正常工作概率，Ppr是繼電保護在正常條件下達到的概率，Pmu是合并單元在正常工作條件下的概率。把各種電氣元件的故障率引入，t取值為50年，從而得到主變壓器保護可靠度為09.999999911。為了對最小路徑集法進行科學合理地驗證，可以對可靠性函數準確性進行驗證，對多個繼電保護可靠性進行串聯簡化，將其轉變為公式進行計算。220kV供電線路需要多個繼電保護單元，系統的結構型式比較復雜，一些線路SV網絡為冗余結構方式，需要應用4臺SV數據交換機，但是110kV供電線路只采用了2臺SV數據交換機，可以看出前者具有更好的可靠性。

4 提高智能變電站繼電保護系統可靠性策略

4.1 運行狀態下的繼電保護

智能變電站在運行狀態下，應該采用合理的技術措施，保證繼電保護系統的可靠性。在保證智能變電站運轉安全與平穩的情況下，應根據安全維護方案內容要求，有效維護智能變電站內部運輸線路與母線等電子設施與設備，盡可能規避智能電網運轉風險，進一步提高智能變電站運行安全性。而在采取繼電保護措施方面，最關鍵的是要熟練掌握繼電保護系統功能，應簡化系統配置與設施。可以說，智能變電站處于運轉狀態下，一旦有變動可以對主保護定值設定，而波動較小的數據會納入保護定值中，智能變電站變動不會過于明顯，為其平穩安全運行提供必要保障。但在操作時，智能變電站繼電保護要求開關設計與硬件設備分別保護，合理采用繼電保護措施。

4.2 優化軟件系統

進一步提高軟件系統的可靠性以增強繼電保護系統的可靠性。在當前網絡通信技術飛速發展的時代背景下，智能變電站繼電保護系統在一定程度上對網絡技術的要求也逐漸增多。為了更好地在這種依賴上實現安全運行，需要提高軟件系統的整體可靠性。在具體操作上，可以使用插值算法來代替時鐘源，通過對時鐘源發出同步對時信息流，將光纖同步到智能電子設備中，以確保智能電子設備的安全正常運行。同時，可以使用軟件積分的形式來增強報文信息的可靠性。SV 報文作為繼電保護系統保護單元的數據報文，能夠對整個保護系統產生較大的影響。通過使用軟件積分，能夠對數據采集器以及保護系統中的電子設備的功率損耗進行了解，增強保護系統維修的精確性，進而實現繼電保護系統的可靠性目標。

4.3 可視化技術的運用

為提高智能變電站繼電保護可靠性，需要對故障實現有效處理。雖然信息技術得到了巨大進步，但是很多繼電保護裝置的運行故障監測和處理還采用表格和數據方式。智能變電站引入可視化技術對繼電保護裝置進行監控是十分必要的，可以實時對繼電保護裝置運行情況，實現故障預警和運行數據采集。智能變電站運行時可能由于數據信息傳輸問題而引發故障，所以需要對通信系統錯誤信息進行全面、系統地排查，以保護繼電保護裝置。繼電保護裝置動作時，生成的中間節點文件和故障波形相符。繼電保護裝置產生運行故障時，需要對中間節點文件形成的數據信息進行準確采集，以全面分析故障，從而確定故障原因。為工程技術人員提供準確的排查記錄信息，針對故障情況制定切實可行解決措施。

4.4 變壓器安全穩定性強化

在智能變電站長期運行狀態下，電壓是按照電力系統的要求，嚴格控制在規定范圍內，要想保證電力系統運轉安全，就必須使電壓值控制在規定范圍之內。但在具體操作方面，很容易受諸多不確定因素影響，導致電壓過高抑或是過低，不利于電力系統安全平穩運行。在這種情況下，應調節變電站電壓。所以，提高智能變電站繼電保護的可靠性，可以實現繼電保護性能的安全與穩定。對智能變電站繼電保護強化的過程中，要合理設置配電保護分布式配置，優化變壓器繼電保護的運行方式。這樣一來，即可保證變壓器承受壓力被有效分散，以免調節變壓器電力的過程中受壓力過大影響而引發嚴重的安全問題，全面提升智能變電站繼電保護安全穩定效果。

5 結束語

綜上所述，隨著近年來我國電網建設事業的快速發展，在信息技術深入發展的今天，智能變電站已成為我國電網建設的重要組成部分。為了進一步保障我國智能變電站的安全正常運行，加強繼電保護系統的可靠性成為當前建設的重要內容。通過對智能變電站繼電保護系統的可靠性進行分析，從硬件系統與軟件系統中，采取有效措施增強該系統日常運行的穩定性，進而為我國電力事業的發展提供安全保障。

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（作者單位：蕪湖國能電力工程有限公司）