智能变电站继电保护可靠性探究冯敏星

智能变电站继电保护可靠性探究冯敏星

冯敏星

（国网东台市供电分公司江苏省东台市224200）

摘要：智能变电站的继电保护系统逐渐引起技术人员的关注，继电保护系统能够安全运行对智能变电站的运行意义重大，对继电保护系统的研究主要依据可靠性评估模型和对系统的可靠性分析，利用框架图和矩阵法建立可靠性的模型，通过对智能变电站的保护系统进行分析可以发现系统的结构特点，通过模型进行分析可以优化系统的设计。本文对智能变电站继电保护可靠性进行探究。

关键词：智能变电站；继电保护；可靠性探究

随着电力系统的快速发展，对继电保护也提出了更高的要求，这是因为继电保护系统的可靠性对整个智能变电站的安全稳定运行有着直接的影响。所以，加强对继电保护系统可靠性的研究则十分必要。该文笔者对智能变电站继电保护进行粗浅的探讨与分析，提出提高智能变电站继电保护系统可靠性的具体对策，以期通过该文笔者的粗浅阐述为广大同行在今后的电力工作中提供有益的借鉴。

1智能变电站继电保护概论及原理

1.1智能变电站继电保护概论

随着无人值守变电站和调控一体化技术的发展，实现各级调度技术支持系统有机互联互通，继电保护装置要具备全面的与调控中心的交互能力，保护装置应支持远方修改定值、远方切换定值区、在线定值校核、二次设备状态监测等功能。保障电网安全、稳定、经济、优质运行。实现电网基础数据的“统一建模、分层处理、集成应用”，为电网的分析、预警、辅助决策和调整控制提供了坚强的数据支撑。集控站或调度中心将汇集几十个乃至上百个变电站信息，各种信号频繁动作，当发生电网故障时，监控值班人员/调度运行人员往往无所适从，容易遗漏重要告警信号，延误事故处理甚至造成安全事故。因此，迫切需要对报警信息进行分类处理，协助运行人员进行故障判断及处理。

1.2智能变电站继电保护可靠性原理

可靠性表示元件系统在一定环境、时间内完成的规定功率。在实际运行中，可以利用下列指标衡量智能变电站机电保护可靠度。第一，可靠度。可靠度表示元件与系统在规定时间内，可以在有限时间完成的功率概率，目前已经成为考核系统可靠性的重要指标。第二，平均失效时间。平均失效时间表示，在系统规定条件下，安定运行到下一次故障的平均时间。第三，可用性。可用性表示系统或其他设备，可以在规定时间内完成所制定功能的操作，简而言之，可用性主要表示系统进行修复所耗费的时间，表示系统具有的较高可靠性。通过以上3项指标，可以掌握继电保护系统可靠性，进而有针对性地制定出防范措施。

2智能变电站及其继电保护

2.1智能变电站

所谓的智能变电站，就是在电子通信网路技术的二次系统基础上，应用信息测量、采集、控制的集成模式来实现对电网数据的实时化、自动化、智能化管控。与传统的变电站相比，智能变电站最大特点就是采用了数字化的数据采集模式、集成化的信息应用模式、网络化的信息交互模式、状态化的设备检修模式。另外，在变电站设备上，智能变电站使用电子式互感器，通过高速的以太网采集和传输电压、电流的模拟数字信号，使用智能断路器来保证整个变电站系统的自动化工作能力。

2.2继电保护

由于智能变电站的继电保护，所采用的是IEC61850协议，跟传统的继电保护存在着不同，主要在间隔层和站控层结合的系统结构存在着差异性。而在智能型的变电站继电保护系统中，此种保护系统构成元件主要为同步时钟源、电子互感器，以及智能终端和网络接口，还包括合并单元和交换机等部分。在智能变电站中，系统会将所采集到的信息进行汇总并将这些汇总的信息向继电保护装置进行及时传递，当系统装置接受到装置以后，并进行一些动作：跳合闸等处理。

3提高智能变电站继电保护可靠性的有效措施

智能变电站继电保护装置结构不同于传统的继电保护装置，这就决定了其需要更高水平的可靠性，为此必须想方设法提高其可靠性，确保继电保护装置的有效性，避免出现误动、拒动等情况。结合智能变电站及其继电保护装置的特点，针对电力系统可靠运行要求，提出以下几种提高智能变电站继电保护可靠性措施。

3.1采用完备的变压器继电保护装置

在电网中，配电系统的电压基本都是额定的，即使是电压过高或过低时，配电系统运行受到了影响，线路的额定值也不会发生变化。智能变电站设备中负责电压状柱调控的主要是变压器，其必须采用完备的继电保护装置。智能变电站变压器配电保护可以采用分步配置方式，使变压器得到有效的差动继电保护。而变压器后备保护应当采用集中配置方式，通过独立的安装技术实现对非电量的继电保护，达到断路器与电缆接通后的继电保护目的，进而提升继电保护装置的可靠性。

3.2环形网络结构法

环形网络结构法就是间隔智能终端会提供信息，母差保护装置就会接受到来自网络传递的信息，如果使用采样值组网，母差保护装置同样会接收到经过合并后的间隔数据。当母差保护动作将出口信息发送给各间隔智能终端后，由于网络报文流量的大小是不确定，就会限制住母差保护装置的容纳量。由于过程层的交换机要承担比较多的报文，但是每一台交换机接入的单元信息数量己经超出，这就使可靠性降低。因此，要合理设置交换机的装置和光纤口，另外，接入单口时要限制合并单元的数量，可以使用对多交换机或者千兆交换机来分担带宽，进而确保交换机能够接受更多的间隔采样，提升智能变电站继电保护的可靠性。

3.3增强过程层型继电维护的可靠性

过程层型继电维护即对电力体系相应的母线、配电相应的线路、变压仪实施维护，其可以确保电网得以安全运转，减弱隐患。在对过程层型继电加以维护期间，维护定值不会改变，在电力体系出现振荡以后，维护定值平稳，体系会保持动态型均衡，进而确保电力体系运转的平稳性。但应注意在运用过多一次性设施期间，务必要分开开关和硬件，确保开关和硬件的单独性，增强对配电相应线路和母线的维护。要运用多段型线路维护以对智能型变电所内部的母线和变压仪维护加以定义，开展借助不采样并增强采样调节，确保采样数值的正确性、适宜性和可靠性，进而增强过程层型继电维护本身的可靠性。

3.4间隔层中的继电保护

在智能变电站中，保护继电可以利用双重化配置的方式，对后备保护系统进行集中配置。变电站的开关以及后备若失灵，就可以启用后备保护系统，保护了对端母线以及相连区域间的相邻线路，进一步通过后备的设备电流，判断出电网运行出现的故障，做出行之有效的跳闸决策。值得注意的是，为了使电网稳定运行，变电站中所有电压，要及时调整技术，配置上采用等级集中制。在分析变电站电网系统前，要设定运行方案，选出最合适的方案，智能变电站就实现了继电保护。

结束语：

通过研究可以发现，与常规站的继电保护系统有所不同的是，智能变电站的继电保护系统的可靠性有下降趋势，智能变电站的线路保护和主变保护问题，可以采用直采直跳的模式，在采用对时源时，不可采用外部对时源，通过详细的分析得出智能变电站继电保护系统的可靠性极其重要。

参考文献：

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