智能变电站继电保护系统可靠性分析李涛

智能变电站继电保护系统可靠性分析李涛

李涛

（云南电网有限责任公司玉溪供电局电网云南玉溪653100）

摘要：继电保护是保障智能变电站得以安全稳定运行的关键。在智能变电站继电保护系统中，传统变电站原有的设备连接二次电缆由光纤取代，分成过程层、间隔层和站控层。智能变电站继电保护系统的结构及元件组成影响着电网的安全、稳定运行，因此，对智能变电站继电保护系统进行准确的可靠性评估关系着智能电网的全面建设。本文主要对对智能变电站继电保护的可靠性进行研究。

关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性

1智能变电站继电保护系统结构

智能变电站的基本特点是信息数字化和通信网络化，其继电保护系统不同于传统变电站点对点方式连接的互感器、断路器和保护单元，而是具备更多元件。合并单元将多个互感器采样数据汇集后合并，进行格式处理后把数据帧传递给交换机。智能终端是一次设备如断路器等的智能功能体现者，接受跳合闸及闭锁信息已控制断路器动作，同时采集断路器开关位置信息传递给保护单元。交换机及其相关网络替代了传统二次电缆，作为二次设备与合并单元之间的信息传递平台，实现各系统设备之间信息共享。与此同时，为实现继电保护对发生事件的时间序列上的准确性要求，需要满足全站设备的统一对时功能，配置同步时钟源。通信介质和接口必不可少，其连通性对保护系统运行正常与否产生直接影响，通常采用光纤，接口故障和通信故障效果相同，可以将接口视作通信介质组成部分。所以，完整的智能化继电保护功能通常具备八大功能模块，传输介质（TM）、互感器（MI）、合并单元（MU）、交换机（SW）、保护单元（PR）、智能终端（IT）、断路器（BR）、同步时钟源（TS）。

2智能变电站继电保护的特点

2.1信息采集数字化

智能变电站与传统变电站的主要区别，在于电压和电流信息的采集实现了数字化，利用光学互感器对电力系统的运行状况进行在线监测，并且实现信息数据的采集。针对智能变电站一次设备的运行信息进行采集和汇总，并且在一次设备和二次设备之间形成较大的电气隔离，有利于实现大范围的信息采集，提高信息的真实性和准确性。

2.2信息传递网络化

在智能变电站系统中，运用继电保护装置可以实现信息的快速传递，从而建立一个完整的通信网络系统，便可以解决传统变电站信息网络重复使用同一个接口的弊端，减少变电站中使用的二次回路数量，也可以显著的增强系统的稳定性与可靠性。另外，通过网络技术的应用可以将分散的数据和资源进行整合，通过网络同步传输到相应的装置结构中，提高数据信息的使用率。

2.3信息应用集成化

与传统的变电站相比，智能变电站使用统一的标准，因此可以消除以往由于继电保护系统与建模之间存在的差异而导致信息采集结果不准确的问题，利用继电保护装置可以实现信息的集成化处理，使得不同子系统之间的信息都存在密切的联系，从而有效的促进信息资源的传递与共享。

3智能变电站继电保护系统的可靠性分析

3.1间隔层中的继电保护

需要将双重化配置应用到变电站的继电保护中，集中的配置后备保护，变电站后备保护系统提供后备设备的保护和开关失灵的保护，同时，还需要保护相邻范围内的相连线路和对端的母线，在后备设备电流的基础上对电网运行的问题和故障进行判断，进而将有效的跳闸策略制定出来。此外，将等级集中配置在全站的电压中实施分配，对技术进行调整，对电网运行的具体情况进行适应。并且，可以在电网运行具体情况的基础上，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系统，将最佳的运行方案选择出来，实现智能变电站的继电保护。

3.2过程层中的继电保护

在过程层中，要实现迅速跳闸的功能，这是系统性的功能，要保护母线、变压器、线路等装置，通过保护降低了电网的运行风险，保证了调试系统的安全性，所以必须要掌握过程层的保护功能，尽量的减少系统保护设置。如果主保护系统中出现了不大的波动，如果电力系统运行出现了变化，主保护定值一般不会轻易变化，从而保证了电力系统的稳定运行。很多设备都是一次性使用设备，对开关进行设计时要与硬件进行分离，相对独立的完成保护功能，这样可以有效的保护母线和输电线路。对断路器进行连接时，有关的数据可以将电压进行串联。

3.3系统的冗余性

要想确保智能变电站继电保护系统的可靠运行，就必须增加系统冗余性，具体可从以下两个方面入手：

第一，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；

第二，从网络构架需求入手。我们都知道网络构架需求是由三个基础网络共同组成的，其目的就是为了提高变电站继电保护系统可靠性。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敏感度以达到目的；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系统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的弊端主要是收敛时间问题，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，星型结构是一种等待时间较短的结构，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结语

总之，智能变电站继电保护系统的可靠性，对电力系统安全稳定运行具备重要作用，通过有效的方法分析其可靠性，采取科学合理的系统配置手段，加强薄弱环节，有效保护系统重点部位，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.

[3]刘忠民，牟小雪，黄凤英.浅析提高智能变电站继电保护可靠性的措施［J］.电子测试，2016（01）.

作者简介：

李涛（1988.3），男，云南玉溪人，工程师，单位：云南电网有限责任公司玉溪供电局。