智能變電站繼電保護系統可靠性分析

袁宇旸

（揚州供電公司，江蘇 揚州 225000）

引言

為了滿足人們對電能的數量和電能供給質量的需求，供電企業在進行電力擴容增量的同時還不斷地引入計算機技術和自動化技術，以提升電能供給的質量。智能化變電站的建設已經成為了現階段電力企業變電站的發展方向，智能化變電站主要是采用終端的電子傳感器進行店里信號的采集，通過信息傳輸，一般采用的是光纖傳輸，將采集到的信息傳輸到智能變電站的網絡信息平臺，將數據信號處理后顯示出來。在智能變電站的運行過程中繼電保護系統是智能變電站的保護裝置，為了保證智能變電站能夠在安全、穩定的情況下運行，需要對智能變電站的繼電保護系統進行維護和運檢，保證其能夠高效、高質的發揮作用。

1 智能變電站系統結構

智能變電站從其組成結構來說是將其分為三層，分別為終端層、間隔層以及站控層，各層分工不同，共同組成了智能變電站。終端層是指智能變電站采用的電壓、電流、溫度等相關的傳感器對電網系統的電力參數進行信號的采集，以此實現對電網系統運行狀態的實時監控。間隔層是指智能變電站采用的間隔保護、監測以及其他的自動化裝置，通過對來自終端層的信息進行收集，收集完成后對所有的數據信息進行匯總和分析，并發出相關的操作指令，實現對電力設備的控制和調整。站控層是主要有主機、通信分析等，通過將所有的信號進行匯總將其傳遞到調度室或者是主控室，在站內能夠實現對整個智能變電站系統進行有效的監控，并且還具備有人為的遠程調控功能。智能變電站的系統結構圖如圖1所示。

圖1 智能變電站系統組成

2 智能變電站繼電保護系統的組成

2.1 交換機

交換機是實現網絡信息通訊的關鍵設備，是實現信息交互的基礎。傳統網絡信息傳遞采用的是以電纜接線為中心而建的網絡系統，但是其在現代化的智能結構中已經遠遠不能夠滿足現在的需求，因此需要建設以交換機為中心的網路系統，并不斷地加強對交換機的維護和網絡的構建，利用局域網實現對整個網絡的連接，保證其能長效穩定的發揮作用。

2.2 合并單位

合并單位主要是利用電子互感設備將采集到的電壓和電流的信號進行合并，通過信息傳遞將互感信息傳遞至總站。一般情況下合并單位的形式有間隔合并單位和母線合并單位兩種，這兩種處理方式都能夠較大地提高信號采集、處理以及傳遞的效率，并且能夠采集到的數據實現共享。合并過程再結合特殊的數據格式，實現了對采集數據信息的保護。

2.3 電子互感設備

電子互感設備是繼電保護系統中的重要裝置，其一般連接著傳輸系統以及二次轉換設備之間連接多個的電流和電壓傳感器，實現對電流、電壓信號的采集，將采集到的數據傳遞給繼電保護裝置。一般情況下分為有源型和無源型兩種形式，主要是依據其能否向傳感器提供電源作為分類依據。有源型由于體積小，安裝方便因此在實際應用中的使用范圍較廣。

2.4 智能終端

智能終端是由兩部分組成，其中一部分是硬件部分，另一部分是軟件部分。這兩大部分共同發揮作用對電網系統中的開關量和數據信息進行收集，同時實現對斷路器的控制。傳統斷路器的維護主要是依靠供電企業的工作人員定時定期地對斷路器的狀態進行監測，同時依靠人員的檢修的方式進行預防性的檢修。智能終端則是利用再斷路器內部設置相應的傳感器，對斷路器的內部運行狀態參數進行監控，通過將收集到的信息進行采集和分析，來實現對斷路器狀態的判斷。并且利用智能終端能夠實現遠程操作裝置，實現保護裝置的合閘和斷開的指令。

3 智能保護的運行特點

3.1 信息輸送

智能變電站的建立主要就是依據通過終端對電力信息進行采集，利用收集到的信息將整個變電站的電力設備的運行狀態進行監控，并通過數據的分析統計和共享實現對系統的運行穩定性的提升。

3.2 數據收集

智能變電站數據的收集主要依靠的是各種傳感器的信息采集，通過將物理信號轉換為能夠進行傳輸的數據信號，在完成信號的采集后，通過將數據信息傳遞到總站，實現信號的統一、處理和分析，達到智能信息保護的作用，從而提升整個系統的穩定性和安全性。

4 提高智能變電站可靠性的方法

4.1 繼電保護可靠性評價

智能變電站繼電保護系統可靠性的評價主要是對三各指標的評價，分別是可靠性、實用性以及平均失效時間。可靠性是指系統在運行在相關要求時間內，整個系統能達到的可靠程度。實用性是指當有故障現象產生式，整個系統是否再要求的時間內進行自我恢復。平均失效時間是指從故障發升正常運行后到下次故障發生的時間間隔。這三大指標可以很好地對繼電保護系統的可靠性進行綜合評價。

4.2 具體應對辦法

4.2.1 繼電保護結構形式

繼電保護的結構形式一般分為直采直跳、網采直跳、網采網跳以及直采網跳。直采直跳主要是針對單間隔的設置，通過在系統內使用點對點的光纖，來實現對電力設備的信號采集，實現對斷路器的控制。但是由于點對點的方式其中涉及到的光纖特別多，因此有著一定的弊端。網采直跳適用于內部的數據的傳遞，利用交換機實現鏈接，再將其進行傳輸到相對應的裝置中。網采網跳采用是組網的形式，有著很好的實用性和擴展性。直采網跳還是采用點對點的方式，有著很好的準確性，但是擴展性較差。

4.2.2 提升可靠性措施

提升系統的可開性研究主要是從系統的冗余設計、線路保護以及變壓器保護等方面來說的。系統的冗余設計第一是利用交換機來實現對所有信息的手機，達到對電力設備的實時監控的作用，對變電站狀態進行監測。另一方面是結合系統的結構進行科學的利用，結合變電站的實際狀態進行科學、合理的優化。線路在電力系統中能夠對不同建個的電壓進行間隔有效地控制，能夠在一定程度上保證了線路的安全和穩定性，再加設安全保護裝置，結合實際情況能夠有效地提升系統的可靠性。

5 結語

智能變電站是現代變電站的建設和發展方向，作為電網系統中的重要組成部分，繼電保護系統的穩定性受到多方面因素的影響，通過結合實際智能變電站的結構和繼電保護裝置的組成部分進行分析，采用提高可靠性的措施來實現繼電保護系統的安全性、穩定性和可靠性，從而促進電力事業的不斷發展。