智能變電站繼電保護的穩定性分析

黃喜旺 杜梓銘

摘要：在智能變電站繼電保護二次回路中，提出物理連接和邏輯連接的在線檢測方案。智能變電站作為電路保護監測系統的主要工程，智能變電繼電保護裝置和在線監測二次回路保障電力系統穩定運行。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;系統穩定;

電力系統與人們的日常生活精密相連，電力故障的產生會帶來極大的影響力，主要包括社會穩定、人民生活和社會經濟等等。例如，2014年美加大因停電直接或間接影響到人們的生活，人數直達5000萬，經濟損失高達300多億元;2012年7月30日，印度北部電網的停電使印度本地人口遭到了極大損傷，有近30%的人生活受到影響;后來北部和東部再次停電，影響人口上升到了50%，這次的停電事故為地球了影響人口量最高的一次。北美電力委員會通過近17年的停電事故調查發現，近63%的電力系統發生大規模停電是由于繼電保護方面存在失誤而引起的。所以，為了防止電網再次產生這樣的重大事故，需不斷增強繼電保護系統的可靠性。

隨著不斷出現的智能設備，先進的探測技術和1EC61850的應用標準是不可避免的，根據所采取的措施，可靠、安全、經濟、高效和環境清潔智能電網已逐漸得到實現。從智能電網的進展歷程進行劃分可分為三個環節：2009～2010年作為規劃試點環節;2011～2015年作為綜合建設環節;2016～2020年作為提升帶領環節，這一環節的中國智能電網已到達全球水平的前沿位置。第二階段結束后，即將開啟我國家智能網格全面發展的核心時期。我們國家的電力水平正在穩步上升，連接范圍正在擴大，電氣連接越來越緊密。電網中斷的可能性和連鎖反應將大大增加。所以，繼電保護防御系統的維護和運行是較難完成的。

繼電保護主要經歷了電機式、集成電路式和微機型等5個環節。當前國內所使用的繼電保護裝置主要為微機型。微機保護起源于1960年代，成熟于1990年代，后大規模使用于國內。

雖然我國進行了很多有關微機保護可靠性評估的工作，但作為數字保護的發展和對第二次設備的在線監測系統的提案，根據現有的可靠性評估方法在一定程度上存在考驗。因此，根據新的情況，制定新的可靠性研究方法是當務之急。準確的誠信評估系統能夠精準預測繼電保護系統的可靠性，找出系統中存在的缺陷，對相關人員進行理論指導，使繼電保護系統更加完善，建設更加具有科學性。

1 智能變電站繼電保護的穩定性

當今電力智能迅速發展，我國的智能變電站變得極為重要，其安全穩定直接關系到人們的生活。經研究發現，大部分實踐的智能變電站所受影響因素極多，很容易就造成供電異常的情況出現，給人們的生活帶來極大不便。此外，還會造成相關設備損壞的利弊，經濟損失也不可避免。所以構建智能變電站繼電保護系統的同時，還需要使變電站中各種設備的穩定運作得以保障，減少干擾因素的影響。這樣使繼電保護裝置的損害因素有所下降。在面對電力系統運行時的突發狀況，智能變電站可通過繼電保護來發出預警，讓相關技術人員對相關故障進行緊急處理，減少故障損失。如果相關故障發生在智能變電站，繼電保護設備會及時清除它們，將電網與故障節點分開，防止故障擴大，減少故障損傷范圍，為智能變電站提供有效的安全隔離。

2 智能變電站繼電保護的可靠性

與傳統的變電站保護制度相比，智能變電站的工作應該在保護電網安全的效率層面進行提高。智能變電站的穩定可從信息技術和網絡技術得以保障。一般來說，為了確保電子設備的變電站安全性，確保其能穩定運行，必須充分利用不同規模的智能電子設備。影響電力系統穩定的主要因素是操作環境和電力系統數據水平，也是電子設備和裝置的運行的效率產生了影響。如果干預措施不及時的話，智能變電站的安全和穩定將直接被影響。在這種情況下，不斷改進智能變電站的穩定和安全，連操作人員都需要更新觀念。

3 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、光纖進行。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。

3.1 傳統變電站與繼電保護

現如今自動化技術和網絡通信技術正在快速發展中，智能變電站技術將帶來新的局面。過程層設備國產化和信息傳輸網絡化等具有鮮明特征的技術，將徹底改變變電站的建設與運行方式。根據技術的不斷進步和繼電保護“四性”的不斷提高，繼電保護作為電網安全穩定運行的第一道防線的重要性越來越得以充分表現。所有技術中，繼電保護的“四性”已成為根本準則。

3.2 智能變電站與繼電保護

因為智能變電站中的IEC61850逐漸被應用起來，所以繼電保護技術發生了極大的變革。它不會像原來的獨立性一樣，而是開展了將以前的“保護裝置”時代向“保護系統”進行轉化，與保護設備能夠進行一次性融合。在如今這類新勢力下，繼電保護的“四性”怎樣才能得以提升，繼電保護在國際上的地位如何才能得到保持。繼電保護工作者為國家智能發電站的謀劃帶來了創新，為間隔裝置和自動型信息獲取的安全與可依靠性帶來了一個“嶄新的世界”。由智能發電站的自身優點進行開展基于區間層、站控層和區域電的研究，得到網絡保護系統架構。智能發電站繼電保護技術多半是由傳統繼電保護技術為基礎發展起來的;就像三層兩網的保護架構，智能電網的技術更新主要體現在采樣跳閘，傳統電纜改為光纜，光纜將過去傳輸的模擬和開關信號轉換為數字編輯利用電路、跳閘電路和繼電器保護，可靠地實時監測的四個方面也提出了更高的要求。

4 結語

隨著智能變電站技術的快速發展，不僅對可靠性的要求很高，而且對敏感性的要求也很高。通過優化與現代化傳統的智能變電站的準備方法，以智能變電站作為電網建設的核心，在組織過程中進行對構建系統進行相應的管理，可以改善整體的穩定性，提高智能變電站的總體技術水平。

電力是經濟建設的主要支撐點，在社會發展中起著重要作用。電力在經濟建設和社會生產方面有著重要的影響力。現如今的智能變電站發展極為迅速，而且電網已經成為首要防御體系。智能化繼電保護技術包含了信息網絡和智能操作的新內容，并在安全管理中達到了電網可靠性的新水平。與傳統的中繼保護相比，智能化繼電系統具有更高的設備協作能力，設備交換能力更簡單、更方便，可以節省大量的人力和物質資源，因此具有明顯的優勢。但智能變電站的繼電保護技術同時也有著一些特殊的限制。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

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