智能變電站繼電保護系統可靠性分析

張向春

摘要：伴隨著我國經濟建設的不斷發展，國家電網體系的建設也在科學技術的推動下取得了長足發展。目前，智能變電站以其低成本、安全與高效的特點，在我國電力工業中得到廣泛的應用和推廣。基于此，以下對智能變電站繼電保護系統可靠性進行了探討，以供參考。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統;可靠性分析

引言

智能電網這一概念的提出，使得大量變電站朝著智能化的方向轉變，這在一定程度上提升了變電站的運行效率。由于智能變電站內的一次設備較多，加之值守人員較少，所以需要采用有效的繼電保護裝置，確保一次設備的運行可靠性。為使繼電保護在智能變電站中的作用得以充分發揮，必須做好繼電保護設備的運維工作。

1變電站與繼電保護技術

繼電保護作為安全電網的第一道防線應迅速檢測到阻隔點，并對所有的故障點都能迅速隔離開。建造必須有四個特征：可靠性、速度性、靈敏性和有選擇性。繼電保護經歷了整流型、晶體管型、集成電路、保護微計算機等等一系列的技術，但“四性”是電網的基本需求。在不同的開發階段，繼電保護技術的四個特性也在不斷改善。根據電網的異常情況，繼電保護需要快速、精確并可靠地解決故障，計算電力系統的過渡問題信息，使用基波來解決問題，不同故障的時間范圍不同，算法也不同。繼電保護系統主要可以分為;模擬數據收集、A/D轉換、邏輯操作、輸入/輸出環節。模擬數據收集來自互感器，輸出到開關直至跳閘。通過微計算機的保護，保護裝置有效地解決了設備簡化與邏輯電路的問題，并擁有執行功能。主設備和二級設備之間的交流信息主要由二次電纜進行。因為保護裝置必須是在出現故障的地方絕緣故障，簡化保護繼電保護系統連接將提高繼電保護的穩定性與可靠性。

2智能變電站繼電保護系統結構

合并單元通過接收帶時間戳的電子變壓器發送的采樣信息，實現對過程層的采樣和傳輸，并將數據傳輸至繼電保護裝置。從常規的電磁變壓器結構來看，電子變壓器的優勢很明顯，包括無磁飽和、測量精確度高、經濟性高、體積小巧、數字化程度高、安全可靠性高等。根據傳感器頭的電源不同，電子變壓器可以分為主動型和被動型。合并單元后的電子變壓器發送的采樣數據，實現對過程層數字信息采集和傳輸，同時把信息傳輸到繼電保護系統中，通過交換機可以實現數據鏈路層與數據幀的數據交換。近年來，交換技術在不斷地進步更新，數據傳輸技術也日益發展，同時網絡智能單元的通信效率也不斷地取得進步。若將電路中的邏輯開關進行適當地設置，智能化電網的可靠性也就會相應增加，這種智能化設備不僅可以對繼電器進行實時保護，也可以通過對設備參數的信息進行采集而對其運行情況進行反饋。熔斷器的實時情況也可以反饋出設備的故障信息，而智能終端不僅能接受控制斷路器的分閘命令，也可以將斷路器的實時動作進行反饋。

3智能變電站繼電保護系統的可靠性分析

3.1優化組網結構

在智能變電站中，通過對過程層交換機進行靜態組播、VLAN等技術進行流量控制，可以提高網絡帶寬利用率，減少交換機負載及網絡轉發延時，確保信息交換的時效性和有效性。以母差保護為例，母差保護和各間隔智能終端設備的信息交換量較大，對智能變電站繼電保護系統的母線制定保護方案時，必須有效使用母差保護裝置收集智能終端的數據信息，為實現繼電保護目標構建良好基礎。但是實際工作中，技術并不能完美解決保護需求，使用該技術會導致母差保護裝置的實際容量降低，影響智能網絡的穩定運行。為此，應合理使用VLAN或靜態組播技術，降低網絡風暴發生的可能，確保保護信息交換的時效性和有效性，提升保護系統的安全性和穩定性。

3.2模型建立

模型建立在智能變電站通用設計標準的基礎之上。交流一次信息的采集通過常規互感器配合合并單元的方式;一次設備的智能化控制采取常規斷路器結合智能終端的方式;采用雙母線結構，包括2回變壓器支路和4回出線;網絡和過程層之間采用星型網組模式，并且對其冗余量進行配置，同時考慮共網傳輸問題;交換機采用間隔配置模式，由于該模式需要將多個單元接入母線，因此增設了中心交換機。由于繼電保護直采模式相關標準中規定了保護裝置不依賴外部對時系統，因此不用考慮同步鐘源的影響，采用IEEE1588全站集中對時方式。

3.3強化線路保護配置

在智能變電站的運行過程中，線路保護裝置發揮著巨大的作用，其既能合理地控制和保護供電系統中的各種電壓系統，又能在裝置的運行中發揮監控、測量、保護和調節的作用。智能化變電系統主要采用縱聯差動方式對線路保護裝置進行保護，其保護方式主要有后備式和集中式兩種。智能變電站設備在實際使用過程中，要根據實際情況選擇合適的方式對變電站供電系統線路保護配置異常進行處理，以保證相關設備能夠正常工作，從而有效地提高智能變電站運行的平穩性和安全性能。

3.4完善自動報警功能

變電站運行過程中，如果系統內部出現故障，就會自動發出警報，智能變電站的繼電保護裝置就能做出反應，通過識別智能變電站中相關電力數據和整理信息以及保存之后，再識別故障發生位置;系統的分析模塊會利用系統故障前后的運行數據，完成對故障的初步診斷工作，之后智能變電站內部的繼電保護會跳閘以保護整個系統。報警裝置的運行速度和自動化水平有關，智能變電站建設中應該完善自動報警功能，保證系統穩定性和可靠性。必須加強對自動報警系統診斷和自動識別功能上的研發，提升對智能變電站故障問題的發現速度和診斷的準確性，保護智能變電站的同時也保護電力系統，避免電力系統受到故障問題的干擾，充分保證智能變電站運行的穩定。

3.5制定相關的管理制度

繼電器保護系統的正常工作，對智能變電站的正常運行和保證系統的安全起著重要作用。為保證智能變電站中繼電保護設備的穩定運行，制定相應的運行維護制度也顯得十分重要。電力企業在制定相關制度的過程中，需要將變電站智能化系統中繼電保護裝置中安全保護裝置、防雷裝置、接地裝置等構成的設計和系統維護操作的詳細內容制度化，這樣可以保證智能變電站系統中繼電保護裝置在運行和維修過程中有一個可靠的依據，避免由于人工作業的判斷失誤或某些方面的疏忽而導致維修過程中缺少程序導致系統發生故障。此外，在實際工作中根據發現的實際問題和新情況不斷完善制度，使智能變電站繼電保護裝置更好地為供電設備的平穩、安全運行提供保障。

結束語

由于設備的可靠性和功能一體化程度的提高，仍然需要測試當地防御的可靠性及其在繼電防御系統方面的有效性。智能化變電站技術所實施的計劃在工程實踐中不斷進步，在智力實踐中不斷發展。在保護繼電器方面，從電子選擇變壓器到常規模式，再通過混合裝置選擇樣品，然后直接選擇本地智能接口設備，從一無所有到應有盡有再到一無所有。因此，繼電保護系統正在向吸收強度、生態、敏捷性和可靠性的方向進行全面發展。

參考文獻

[1]李璨，孟麗娜.智能變電站繼電保護研究[J].科技經濟導刊，2021，29（04）：68-70.

[2]閆志堅.智能變電站繼電保護系統可靠性分析[J].礦業裝備，2020（06）：154-155.

[3]曾昌黎.對智能變電站繼電保護系統的可靠性分析[J].科技經濟導刊，2020，28（21）：44-45.

[4]肖克，陳常曦.淺析提高智能變電站繼電保護可靠性措施[J].數字通信世界，2019（07）：233.

[5]吳雷雷.智能變電站繼電保護若干問題研究[J].能源與節能，2019（02）：28-29+100.