智能变电站继电保护系统可靠性分析刘会权

智能变电站继电保护系统可靠性分析刘会权

刘会权

（三峡新能源云南师宗发电有限公司云南省曲靖市655701）

摘要：随着中国经济的持续发展以及智能时代的到来，传统型供电系统已不能满足于当今社会日益增长的用电需求,为满足电力设备对继电保护更高的要求,本文主要对智能变电站继电保护进行分析和研究,提出提高智能变电站继电保护可靠性的有效对策。

关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性分析

智能变电站继电保护的可靠运行对电力设备可靠稳定运行具有十分重要的意义，其可靠性研究也逐步引起众多技术人员的兴趣。伴随着我国智能电网建设脚步的加快，新能源的接入急剧增多，电力系统网络更加复杂，因此要采取各种措施去保护智能变电站继电保护可靠安全运行，减少由此所造成的电力系统事件或存在的安全隐患。

1.智能电站继电保护系统任务

智能电站继电保护系统的基本任务是：第一、当电力系统发生故障时，有选择性地将故障元件从系统中快速、自动切除，使其损坏程度降至最轻，保证系统其它非故障部分能继续运行。第二、反映电力系统的不正常状态，并依据运行维护的基本条件和设备的承受能力发出信号、减负荷或延时跳闸。

2.智能电站继电保护系统基本配置分析

计算机技术与通信电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，电力系统继电保护现已经进入微机继电保护快速发展时期。微机型继电保护装置的构成包含硬件和软件两部分；硬件指模拟和数字电子电路，由它建立起与微机保护外部系统的电气联系和软件运行平台；软件指计算机程序，由它按照保护原理和功能的要求对硬件进行控制，有序地完成数据采集、外部信息交换、数字运算和逻辑判断、动作指令执行等各项操作。

2.1继电保护基本框架

智能变电站实现了电力系统的数字化、智能化、信息化；其基本框架主要包括三层两网、运行机制、组织形态以及网络同步对时系统。继电保护基本框架的设定可以为电力的运行提供准确地数据以及信息，利于电力系统的正常运行。运行机制、组织形态以及网络同步对时系统可以提高企业的工作效率。

2.2智能化变电站的优势

智能变电站主要有三个方面的好处：一、实现数据采集数字化，智能化变电站在采集数据时可以将数字信息转化成为数据信号，与传统的变电站具有很大的不同。不仅可以为电力系统提供准确地数字，而且可以将数字应用于其他的电力系统中。二、实现系统分层分布化，分布系统中的装置可以独立对数据进行处理，更加能够确保数据的真实性，分布式处理使工作更加的清晰明了。三、信息实现网络化、交互化。智能化变电系统的最大优势就是可以实现电力信息数字化和系统信息自动化传输，可以使信息在系统内部进行传输，供系统内部使用。信息在系统内部之间的使用保证各个系统的正常运行，并且数据内部之间的交还使用也可以相应的减少公司的运行成本。

3.智能电站继电保护系统基本要求

智能变电站继电保护配置应满足电网要求,并考虑电网运行方式的灵活性。对于反应电力系统故障，要求继电保护装置应满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。

智能电站继电保护系统影响可靠性的因素较多，如直流电源异常、交流电流电压回路异常、继保装置本身异常、电磁干扰、纵联通道异常、设计原理缺陷。因此，继电保护装置中的光缆要有稳定的性能，通过冗余技术实现系统自检，及时对警告做出反应，建立可靠的系统模型，定量分析其可靠性。

4.提高智能变电站继电保护的有效措施

4.1过程层中的继电保护

在这个阶段中，需要在迅速跳闸的系统性功能上予以实现，对母线、变压器、输电线路等设备实施保护，进一步降低电网运行风险，对电网调度系统的安全上给予一定保护。通常来讲，有较小的波动性存在于主保护定值中，它也不会改变，在电力系统的稳定运行上能够予以实现。但是因为大量的应用一次设备，在保护设计开关时一定要同硬件分离，在相对的独立性上予以保护，进而对母线保护和输电线路保护上予以实现。就相同的输电线路而言，对于独立采样可以利用不同的开关电流给予实现，在调整时用主保护的通信口予以实现，进而综合的把握系统电流。可以用一个多端的线路保护来定义智能变电站中的变压器保护和母线保护，在对站内保护装置同步采样进行实现中，也要对线路保护的同步采样解决方式上进行使用。在采样时，在变电站主站采样的基础上，实施调整，对采样数据的适用性和可靠性上予以保证。

4.2间隔层中的继电保护

间隔层中的继电保护需要实现双重化配置，集中的配置后备保护，后备保护系统将后备设备的保护和开关失灵的保护为变电站提供出来。同时，还需要保护相邻范围内线路和母线，在后备设备电流的基础上对电网故障上进行判断，进而实现可靠的跳闸。此外，将等级集中配置在全站的全部电压中予以实现，在技术上以便实施调整，对电网运行的具体情况上予以适应。并且，可以在电网具体运行方式下，将几套运行方案事先设定出来，进而有效的分析站内的电网故障，将最佳的运行方案选择出来，对智能变电站的继电保护上予以实现。

4.3以太网冗余性

对于智能变电站继电保护，增加系统冗余性能够有效确保变电站继电保护系统的安全、可靠运行，主要通过两个途径能够实现目标。一方面，以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助，通过利用多种模式，能够实现不同的目标；另一方面，网络架构需求，网络架构需求是由三个基础网络构成的，实现提高变电站继电保护系统可靠性目的。首先，总线结构，总线结构通过交换机实现数据信息传送任务，能够有效减少接线，但是，相比较而言，其冗余度较差，在使用过程中，需要延长时间来增加其灵敏度以达到目的；其次，环形结构，与总线结构类似，其环路上的任意一点都能够提供不同程度的冗余，将其与以太网交换机有机结合，能够出现管理交换机，也就是生成树协议，这种结构能够为继电保护运行提供物理中断的冗余度，并将网络重构控制在一定时间范围内。然而，环形结构在使用过程中存在收敛时间较长，无法快速完成任务，影响系统重构。最后，星型结构，星型结构等待时间较短，比较适用于较高场合，没有冗余度。但是，如果主交换机在运行过程中，出现故障，会影响信息传送，相比之下，其可靠性较低，不建议推广和普及。因此，变电站在选择继电保护系统网络构架时，需要结合自身实际情况，比较优势和缺点，选择合适的网络架构，提高继电保护系统可靠性。

4.4环形结构母线保护可靠性

环形结构可靠性较高，将其运用到母线保护装置中具有十分重要的意义。通过分析，并采取最小路节点法计算可知，传统结构的母线保护可靠性较低，环形网络结构母线保护可靠性能够满足继电保护系统可靠性要求；另外，环形结构对元件损害较小，能够大大提高继电系统安全、可靠性。在变电站继电保护系统母线保护装置中融入环形结构能够实现继电保护系统可靠运行的目标。

4.5提高工作人员的业务水平

网络化是当前继电保护的主要发展方向，并且，数字化信息在继电保护中已经实现，因此工作人员应对智能化继电保护原理和操作规程进行熟悉掌握；此外，对规范中的通信技术也应该了解、掌握。所以，在这样的背景下，对于计算机技术、通信技术和电气技术等方面的原理和技巧继电保护工作人员必须要扎实掌握，不断将自己打造成复合型人才，以适应智能化继电保护工作的需要。

5.结论

对于变电站运行来说，做好其站内的继电保护工作具有十分重要的意义。就当前人们生产生活用电形势，我国电力系统应不断改进和创新变电站的继电保护技术，利用数字化网络科技，建立出智能化的变电站，从而更好的满足人们的需要。另外，在未来的时间内，电力行业必须要将变电站中的继电保护装置放在工作的首要位置，加大建设力度，尽快实现变电站的全智能化。

参考文献：

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