智能變電站繼電保護系統可靠性分析

邢保玲 牛太煜 張潔瓊 高穎

摘 要：電力系統中非常重要的組成部分就是繼電保護系統，繼電保護系統不但能夠保證電力系統的正常運行，還能消除那些不確定因素帶來的影響。作者簡述了智能變電站中的繼電保護系統，對提升繼電保護系統的穩定性的方法進行相關研究，希望能夠為提升繼電保護系統穩定性提供一點參考。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;可靠性;改進措施

引言

隨著科學進步與技術發展，社會對用電量與用電可靠性提出了更高要求，必須建立一個更可靠、高效、兼容、互動的智能電網。智能電網是通過智能變電站組成的，智能變電站對于整個電力系統來說是重要的一個組成部分。對于智能變電站，繼電保護是安全運行的第一道防線，各類型的保護裝置可以在電網或設備出現故障時快速動作出口，對故障進行最小范圍的切除，并對故障過程進行錄波，將故障信息、動作情況上傳至監控系統。基于此，本文對智能變電站繼電保護優點、關鍵元件、配置與整定要求、提升可靠的措施等進行了研究分析。

1智能變電站繼電保護優點分析

與傳統常規變電站相比，智能變電站有顯著的優勢：光纖組網代替了傳統的二次電纜。變電站中的一次設備與二次設備之間、二次設備與其它二次設備之間都需要有信息交互以及信號傳輸，可以使用先進的光纖傳輸技術代替傳統的二次控制電纜，不僅提高了通信效率，而且大大減少了電纜的使用數量，降低了變電站的投資成本。信息傳輸更加便捷。在常規變電站中，不同廠家設備之間的通信兼容性比較差，執行的通信協議也不同，智能變電站采用統一的規約，對監控信息、控制信息、保護信息、測量信息等都可以進行統一的處理和控制，提升了各種信息的可靠性與完整性?？梢越鉀Q常規變電站中的難題。

2智能變電站繼電保護系統可靠性的重要意義

電器元件在單位時間內、特定的環境下完成規定功率，并且不發生任何故障，這就能夠代表這個元件的可靠性。電網的智能化建設過程中變電站是最為關鍵的節點，繼電保護系統的智能化程度以及運行穩定性對于變電站運行的穩定程度產生直接的影響。變電站的智能化實現一般通過兩個途徑，信息及網絡技術的方式，其中有很多的電子元件及智能設備，并且所有的元件及設備都必須安全、穩定、可靠。變電站運行的客觀條件、數據及環境因素發生一定的變化都會影響整個電力系統的運行，繼電保護系統會在故障發生的第一時間發揮其隔離的作用，讓整個系統規避電壓、電流帶來的危害，提升整個系統運行的穩定性。所以，繼電保護系統穩定性直接關系到整個電力系統的運行，必須著力于提升其可靠性。

3智能變電站繼電保護系統

從實用功能的角度出發，可以將智能變電站分成三個層面，分別是：間隔、過程以及站控層。間隔層利用計量、測控、保護等一些列設備對本間隔一次設備進行相關操作，全面的收集信號并把相關信息傳輸到站控層;過程層實際上是數字化接口，對接一次設備，其中包含很多設備，例如智能終端、合并單元等;站控層的主要功能是建立與遠端控制中心的聯系，控制全站一二次設備。“直采直跳”是當前我國的智能變電站中使用范圍比較廣泛的一種繼電保護模式。繼電保護模式一般可以分為三種，分別是直采直跳變壓器、母線、線路。其中傳輸采集信號采用的都是光纜，只有智能終端和斷路器間不是，其采用的是控制電纜。

4提高智能變電站繼電保護系統可靠性策略

4.1改用雙A/D系統加入合并單元

合并單元是整個系統中比較重要的一種設備，主要的任務是采集相關信息。它的實際應用情況對于整個系統造成的影響遠大于別的元件。在相關的智能化進程中，一個合并單元MU以及電子式互感器就能夠完成所有信息的收集過程，為了增強這些所收集到信息的可靠程度，所有的采樣合并單元都應該加入兩個A/D系統，這樣單個合并單元就能夠產生兩個采樣值，讓合并單元擁有更為穩定、準確的采樣值輸出效率，不會發生采樣信息的錯誤，也就規避了因此產生的保護失敗問題，很大程度上提升繼保系統的可靠程度。

4.2智能站繼電保護配置與整定要求

智能變電站繼電保護應滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，在滿足這四個要求的基礎之上，還應提高繼電保護的智能化水平，從而實現二次系統整體功能的提升。智能變電站繼電保護的特點是直采直跳，也就是直接采樣、直接跳閘，直接采樣是指保護裝置不經過交換機而是以光纖點對點的方式進行采樣值傳輸;直接跳閘是指保護裝置不經過交換機而是以光纖點對點的方式進行跳合閘信號的傳輸，保護裝置之間的閉鎖和啟失靈等信號通過GOOSE組網的方式。保護裝置的各項功能應滿足可靠性的要求，包括智能終端、合并單元、交換機等，裝置內部的各個元器件損壞均不能造成保護裝置的拒動和誤動，保護裝置的各項功能也不能由外部裝置來實現。保護裝置與合并單元、智能終端等二次設備之間通過GOOSE組網傳輸，雙重化配置的保護裝置之間應相互獨立，不進行信息交互，保護裝置應接入站內間隔層與站控層，確保保護裝置的動作信息、故障錄波等信息上傳，實現變電站故障信息的綜合分析決策。

4.3智能變電站繼電保護異常處理

智能變電站內的繼電保護種類繁多，同類型設備的廠家也不同，不同廠家設備的操作、機制也不同，需要細致的了解各類設備的異常處理、停電檢修方法。一般來說，智能變電站繼電保護裝置可分為線路保護、變壓器保護、斷路器保護、母線保護、電容器保護、電抗器保護、故障錄波器、保護信息子站等。繼電保護常見的異常有裝置插件異常、采用異常、開入異常、開出異常、電源異常、對時異常、參數異常、通道異常、通信異常等。

結語

綜上所述，分析智能變電站繼電保護系統可靠性，是從智能變電站繼電保護系統本身出發，探究提高智能變電站繼電保護系統可靠性的有效辦法，進而推動智能變電站繼電保護系統的穩定性、可靠性和安全性提升，保障電力系統的長久、穩定運行。

參考文獻：

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[2]王佳楠.智能變電站繼電保護系統可靠性[J].電子技術與軟件工程，2020（6）：219-22.