智能變電站繼電保護系統可靠性研究

曹宇

摘要：基于智能化電網概念的不斷發展與應用范圍的普及，智能變電站也開始成為人們關注的焦點，其繼電保護系統及可靠性成為學者研究的重點內容。該文簡要分析了智能變電站繼電保護系統的構成，同時簡要分析了智能變電站繼電保護系統具體的操作方式，并從完善繼電保護工作、保證間隔層中的繼電保護工作等方面分析了如何提高智能變電站繼電保護系統本身的可靠性，以期確保智能變電站能夠正常、穩定的運行。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統

隨著智能電網概念的逐漸火熱，智能變電站概念也被提出。智能變電站是智能電網“電力流、信息流、業務流”的匯集點，是智能電網的重要組成部分。智能變電站通過網絡傳輸信息，能夠智能地完成信號的采集、實時監控、動作保護等功能。在智能變電站保護系統中，使用光纖來替代電纜連接一次設備與二次設備，同時輸出的模擬信號也變為數字信號。由于這些不同，智能變電站保護系統也與傳統變電站有較大差異。

1智能變電站及繼電保護簡述

1.1 智能變電站

智能變電站指的是在變電站的建設管理中，將原有的變電建設管理和智能技術應用結合，保障在技術應用的結合中，能夠發揮出整體技術應用的實踐性，并且能夠實現科學化技術應用實踐。按照其建設中的設計要素實施來看，整個智能變電站建設中，其建設是建立在網絡通信技術應用之上的，并且在其技術的應用過程中，借助計算機網絡傳輸技術進行對應的數據應用測量和采集，保障在技術的應用采集中，能夠控制整個系統的運行。而按照智能變電站的特點來看，其整個系統應用中，采用的是數字的集成化設計，通過數字的集成化設計，將整個變電站運行中的工作開展分解，轉變為技術應用的模塊化發展，通過這種模塊化技術的應用處理，能夠保障整個技術應用中的控制效能得到發揮，最終在集成系統的應用控制下，進行對應的系統控制，以此進行變電站運行中的信息監督控制，提升變電站整體的電力運行效果。

1.2 繼電保護

繼電保護是電力系統建設中需要完善的一項保護供電建設裝置，在整個繼電保護過程中，其采用的是間隔控制，借助間隔控制能夠將整個電力系統運輸中的電力轉換進行優化控制，實現了電力傳輸轉換的優化控制。整個繼電保護工作開展是建立在IEC61850協議之上的，按照該協議中的規定，整個繼電保護裝置應用中，需要將其繼電控制中的構成元件分析好，一般情況下構成元件分為以下幾種：一是交換機;二是網絡接口;三是電子互感器。只有將以上三種構成元件組裝好，才能將整個繼電保護裝置的應用性能發揮出來，實現其繼電保護管理的科學化部署能力提升。需要注意的是在繼電保護裝置的應用中，其對應裝置應用中的跳閘與合閘控制需要進行專門的分析，確保能夠將跳閘與合閘的裝置信息收集好，以此提升裝置應用性能。

2智能變電站繼電保護系統的可靠性分析

2.1變壓器配置保護

一般來說，變電站在進行配電的過程中往往需要限定電壓的額度，只有適合的電壓范圍才會促進電力系統的正常運轉。如果電壓出現過載或者不足的情況，就會對電力系統的運轉造成影響。而調節電壓的功能是由變壓器系統來提供的。因此，變壓器系統可以說是整個變電站繼電保護系統中必須要重點保護的。如果變壓器系統能夠正常運行，即意味著整個繼電保護系統發揮了其應有的作用和功效。因此，智能變電站繼電保護系統為了保證變壓器系統的安全性，在配電保護的構成中采用的是分布式配置，這樣就能夠分散變壓器系統的壓力，從而保護變壓器在電力調節的過程中不會承受過分的壓力而導致電壓超載或不足。而在后置裝備的繼電保護過程中則是采用的集中式配置手段，這樣就能夠以不同的手段來保證在配電過程中繼電保護系統的可靠性不會因為外界因素的影響而降低。

2.2過流電限定保護

所謂過流電實際上就是電流過載現象，這種現象的出現會導致變電站出現外部電路短路，從而電流負荷壓力變大。盡管負荷電流與正常電流在大小上沒有太大區別，但是負荷電流極易導致變電站外部出現故障，甚至會導致變電站跳閘，這就會使得變電站繼電保護系統的可靠性變低。因此在智能變電站繼電保護系統中采用的是電壓限定延時方式，這種方式能夠有效地、精準地測量變電站各條變電線路終端電流量，這樣就能夠確保當過載負荷電流出現時，能夠在第一時間進行處理。而且智能變電站繼電保護系統之所以會被稱作是智能化的保護系統也是因為在這個保護系統中已經設置了保護措施，就是一旦過載負荷電流出現的時候，系統會自動的向智能終端進行報警，而智能終端也會根據過載負荷電流的實際情況來下達保護命令，這樣不僅能夠有效解決過載負荷電流可能對整個電力系統產生的嚴重影響，而且也保證了繼電保護系統的可靠性不會降低，甚至會大幅提升。

2.3繼電保護系統的線路保護

對于變電站的繼電保護系統來說，線路的保護是保證保護系統可靠性的一個非常重要的因素。在傳統變電站的繼電保護系統中，對于線路的保護雖然有明顯效果，但是仍然存在一定的安全隱患。而在智能化的變電站繼電保護系統中，對線路采用的是縱聯差動保護方式，這種保護方式能夠有效的保證繼電保護系統的可靠性。而且縱聯差動保護方式一般可分為集中式和后備式，但是無論哪一種，通過合理的配置之后，都能夠有效地將繼電保護功能發揮出來。其實之所以保護線路就能夠保護繼電保護系統的可靠性主要原因在于線路本身控制各級電壓之間的間隔單元，換句話來講線路是連接通道，而智能變電站的繼電保護系統在對線路進行保護的同時也能夠對整個電力系統的運作情況進行檢測，因此該部分的保護對于繼電保護系統的可靠性有著決定性的作用。而縱聯差動保護方式也是能夠提高繼電保護系統可靠性的有效方法。

3智能變電站的繼電保護系統可靠性提升的主要途徑

通過以上分析，得出智能變電站中母線保護系統的可靠性最低，但是它又作為智能變電站繼電保護系統主要的組成部分，其可靠性能的高低直接對智能變電站整體系統的可用性造成影響。由此看來為了提高繼電保護系統的可靠性，就要增加其系統冗余性，而系統冗余性是由網絡冗余度和系統裝置冗余度決定的，所以，可以從以下幾點出發：

1. 由于智能變電站和一般的變電站一樣，都需要使用冗余裝置來提升其系統的可靠性，冗余裝置具有兩套保護系統，并且這兩套系統又有獨立合并單元，交換機和保護的裝置，以此實現了裝置冗余，確保了系統的可靠性。
2. 從物理結構分析，智能變電站最大的優勢就是能夠自由的選用拓撲結構。拓撲結構主要采用并行太網冗余技術，利用其冗余性的特征，靈活的選擇星型或線星，有效提高了其冗余度，保障了智能變電站繼電保護系統的可靠性。
3. 由于系統的正常運行是智能變電站繼電保護系統性能的最好表現，一旦電壓不足，直接對整個系統的穩定性造成不利影響，所以為了提升系統的可靠性、安全性，電力系統的相關工作人員在變壓器配電保護的過程中一定要進行合理的配置，例如可以采用分布式的配置方式，一般以便于實現繼電保護。對于后備裝置機電保護系統，采用集中式的配置方式，從而降低系統的復雜程度，確保整個系統的可靠性。

4結束語

因此相關工作人員要采用科學有效的方法對其可靠性進行分析與研究，在研究中充分考慮安全問題，及時發現系統的故障信息，并在第一時間內采取措施，采用集中式的配置手段，有效減少故障的發生概率，促進電力企業的安全、穩定發展。

參考文獻：

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