智能变电站继电保护系统可靠性研究韦茜

智能变电站继电保护系统可靠性研究韦茜

韦茜

（广西电网有限责任公司河池环江供电局广西河池市547100）

摘要：随着电力智能技术的发展，智能变电站已成为当下电力行业发展的主要方向，智能变电站继电保护系统的结构组成上与传统的变电站存在差异，是整个智能电网的核心组成部分，其对智能变电站的安全、稳定运行具有重要作用。本文简单介绍了智能变电站的继电保护系统的构成，然后分析其系统运行的可靠性。智能变电站通过变压器配置保护、过流电限定保护、继电保护系统线路保护、过程层继电保护可靠性提升措施、系统组网结构优化、母线保护系统等方面的措施来提升其运行的可靠性。

关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性研究

一、智能变电站继电保护系统的组成

随着人工智能的不断发展，智能电网概念也得到广泛普及，由此产生了智能变电站概念。智能变电站对各类能源，尤其是新能源的计入和送出适应性强，能够实现能源资源的大范围、高效率配置。我国智能电网的建设已经上升至国家战略层面的高度。智能变电站是实现能源转化和控制的核心平台，发展前景十分广阔。智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分。智能高压设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。

智能变电站系统分为三层：过程层、间隔层、站控层。过程层包含一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，主要是进行控制、计量、状态监测等相关功能。间隔层设备由继电保护装置、测控装置等二次设备组成，负责各种通信功能。站控层包含自动化系统、对时系统等子系统，完成数据采集和监视控制等相关功能。与传统变电站相比，智能变电站采用先进的元件，如用光纤电缆代替传统的线缆，这使得智能变电站继电保护系统更加先进，具有较高的可靠性。

二、智能变电站继电保护系统可靠性分析

（一）变压器配置保护。变电站工作过程中，需要有稳定的电压，不能是电压存在过载或不足现象，否则就会妨碍电力系统的正常运行。因而，提升变压器保护的可靠性，能够保证电网的安全运行。而调节控制电压得功能是由变压器系统完成，能否正常运行是关系到继电保护系统功能实现的重要因素之一。为提升继电保护系统可靠性，通常采用分布式配置，实现变压器差动保护稳定性的加强，有效提升主设备保护的灵敏度和对故障的鉴别能力；后备装置的继电保护，则采用集中式配置手段，简化系统设计，优化系统运行效率；目前，我们大多采用微机保护，其技术经过国内外一些工程应用中的检验，证明这是相对比较成熟、可行的保护措施，其能力十分强大，功能比较完备，能够及时将设备状态、数据以等上传，实时显示系统的各项参数得变化，有效的提升变压器保护的可靠性。

（二）过流电限定保护。如果，智能变电站运行过程中，出现电流过载等现象，会导致外部断路，引发电流过负荷现象，导致跳闸现象频发，损毁变电站的一些元件，导致供电中断，降低了智能变电站正常运行的稳定性。继电保护系统配置中通常采用电压限定延时方式，对各线路中的电流量进行动态、实时监测，一旦发生过负荷电流现象，该措施会立即向智能终端发出警报并执行相关保护命令，有效提升继电保护系统可靠性。

（三）继电保护系统线路保护继电保护系统中的线路保护，是该系统的重要内容，通过加强对系统元件的保护，及时监测整个线路系统的运行状况，提升继电保护系统运行的可靠度。与传统的线路形式相比，智能化变电站中，对线路的保护采用集中式和后备式装置，合理的优化配置这些装置；应用先进的软件充分分析线路系统的具体要求，加强对线路的冗余配置，提升线路系统的可靠性。在智能继电保护系统设计中，统筹考虑各项指标要求，要及时对各可靠性指标进行分析，以满足组网建设的要求，使继电保护功能更为有效地发挥出来。

（四）过程层继电保护可靠性提升措施过程层继电保护主要是对电力系统母线、配电线路、变压器等的保护，这样可以有效的保证电网运行的安全性，大大降低事故发生的风险。在过程层继电保护中，会设定一个保护定值，如果电力系统发生波动的时候，通过该稳定保护定值，帮助系统维持一个动态平衡状态，从而保证电力系统平稳运行。由于，在系统工作中会应用大量一次设备，因而需要硬件与开关保持分离状态，从而保证硬件与开关的独立性，提升对母线以及配电线路的保护作用。与此同时，我们还应当采用多段线路保护，加强采样调整，保证采样数据的真实性和可靠性，以此来提升过程层继电保护的可靠性。

（五）系统组网结构优化结合国家电力工程最新标准，来优化过程层网络，以此来增强智能变电站中继电保护系统运行的可靠性和安全性。以往传统变电站在进行数据采集时会产生多余、重复的信息，加大系统处理数据的工作量，降低了数据采集、处理效率；在采用智能变电站系统后，优化专业结构体系和建立新的实现机制，通过先进的数据采集方法，有效减少了无效的数据流，使网络数据采集能够做到同步进行，提高了系统运行的效率，从而提升继电保护的可靠性。

（六）母线保护系统的可靠性分析在智能变电站中，包含多套母线，而每套母线在规划时，都不可无视对相同结果的具体要求。同时，在分析电子设备数量、保护系统结构及其母线设备等因素时，采用直接管理的形式，以便于同步网络采集模式与外部数据。由于，母线的特殊性，其保护系统结构比较复杂，所连接的电子元件、智能终端数目较多，导致了运行可靠性的降低，采用“直采直跳”的保护模式，采用多个子网综合的方案，保证每个子网络都能可靠的传输，提高系统运行稳定性。智能化变电站是由子网络，按照一定架构组合而成的，因而样式多种多样，他的保护系统要有备用系统配置，降低运行出现故障的风险；同时，提高工作人员对相关问题的重视程度，做好检测人员的培训工作，提高他们分析系统信息、解决系统运行故障的能力，以满足可靠性评价系统的具体要求。

三、结语

智能变电站对各类能源，尤其是新能源的计入和送出适应性强，有助于新型能源的开发，是实现能源转化和控制的核心平台，对于我国解决能源问题提供了解决方案，发展前景十分广阔。通过变压器配置保护，采用分布式配置，有效提升主设备保护的灵敏度和对故障的鉴别能力，后备装置的继电保护，则采用集中式配置手段；过流电限定保护，采用电压限定延时方式，对各线路中的电流量进行动态、实时监测；继电保护系统线路保护，对线路的保护采用集中式和后备式装置，合理的优化配置这些装置；过程层继电保护可靠性提升措施，通过设定保护定值，帮助系统维持一个动态平衡状态；系统组网结构优化；母线保护系统，采用“直采直跳”的保护模式等有效的方法分析其可靠性，采取统筹优化系统配置方案，优化整体性能，加强对关键元件的保护，以保证继电保护系统安全可靠，促进智能电网建设工作顺利进行。

参考文献

[1]王同文，谢民，孙月琴，沈鹏.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，06：58-66.

[2]阎忠富.关于智能变电站继电保护的可靠性探索[J].科技视界，2015，16：250.