智能变电站继电保护系统可靠性探究

智能变电站继电保护系统可靠性探究

武笑利

国网山西省电力公司晋中供电公司，山西晋中 030600

摘要：随着智能变电站的不断发展与进步，促使继电保护系统的不断创新，然而电力系统中非常重要的组成部分就是继电保护系统，继电保护系统不但能够保证电力系统的正常运行，还能消除那些不一定因素带来的影响。

关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性

引言

在电力发展过程中，为了有效适应社会发展每个阶段对于电力的不同需求，电力系统需要通过不断引入新的技术来对自身进行优化升级，例如当前被广泛推广建设的智能变电站。但是智能变电站对于继电保护仍然具有比较高的要求，因为继电保护系统作为智能变电站整体架构中重要的组成部分，其可靠性的高低将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定以及安全。

1智能变电站继电保护系统可靠性的重要意义

电器元件在单位时间内、特定的环境下完成规定功率，并且不发生任何故障，这就能够代表这个元件的可靠性。电网的智能化建设过程中变电站是最为关键的节点，继电保护系统的智能化程度以及运行稳定性对于变电站运行的稳定程度产生直接的影响。变电站的智能化实现一般通过两个途径，信息及网络技术的方式，其中有很多的电子元件及智能设备，并且所有的元件及设备都必须安全、稳定、可靠。变电站运行的客观条件、数据及环境因素发生一定的变化都会影响整个电力系统的运行，继电保护系统会在故障发生的第一时间发挥其隔离的作用，让整个系统规避电压、电流带来的危害，提升整个系统运行的稳定性。所以，继电保护系统稳定性直接关系到整个电力系统的运行，必须着力于提升其可靠性。

2智能变电站的概念

智能变电站是一种通过对电子通信网络技术二次系统的有效运用，将包括对电力数据信息进行测量、采集以及控制等在内的功能进行集成的新型变电站模式。与传统的变电站不同，智能变电站可以对电网运行的各项电力数据进行智能化以及实时性的合理采集分析。而且智能变电站也可以通过改变光缆的应用方式，有效解决传统变电站所存在的电磁皆容问题。同时智能变电站通常可以利用高速的以太网来对电压和电流的模拟数字信号进行合理的采集、传输，然后通过对智能断路器等智能化设备的选择使用来实现整个变电站的自动化流程，提高智能变电站的运行效率。

3智能变电站继电保护系统所遇到的问题

（1）数据信息传输障碍。由于智能化变电站整体所涵盖的智能化设备较多，其对于电力数据信息处理和传输速度有非常高的要求，一旦继电保护系统在运行过程中出现电力数据信息传输障碍，便会立刻造成相关指令的无效性应答反馈，从而影响电力系统的正常运行。也就是说，一旦连接相关设备的光纤线路或者其他容易影响数据传输的传输介质出现问题，便会对电力数据信息的传输效率造成不良影响，不仅影响智能变电站的正常运行，而且还会增加经济成本支出。（2）失误问题较多。继电保护系统中常见的失误主要集中在计算方面，计算失误常常会影响继电保护系统正常作用的发挥。而且在计算失误中，又以定值整定计算的失误和人为的计算失误为主，因为定值整定计算的失误通常会导致智能变电站继电保护系统出现较大的运行风险。而人为的计算失误常常会造成一定的操作误差，从而影响继电保护系统运行的可靠性。

4提升继电保护系统可靠性的措施

4.1提高硬件系统可靠性措施

1. 改用双A/D系统加入合并单元。合并单元是整个系统中比较重要的一个环节，主要的任务是采集相关信息。它的实际应用情况对于整个系统造成的影响远大于别的元件。在相关的智能化进程中，一个合并单元MU以及电子式互感器就能够完成所有信息的收集过程，为了增强这些手机信心的可靠程度，所有的采样合并单元都应该加入两个A/D系统，这样单个合并单元就能够产生两个采样值，让合并单元拥有更为稳定、准确的采样值输出效率，不会发生采样信息的错误，也就规避了因此产生的保护失败问题，很大程度上提升继保系统的可靠程度。（2）提高交换机冗余度。在特定位置的交换机对于继电保护系统起到决定性的作用，是整个系统的核心环节，一旦发生失效则会产生巨大的影响。交换机一般来说具有查询错误、物理编码等作用，对于整个系统的可靠性影响非常大，一旦交换机发生故障，就会使整个系统瘫痪。为了预防这种现象的发生，所有的交换机都必须用双重化的配置，发生故障有一定的解决方案，一个交换机发生故障立刻由另一个顶上，这样整个环节不至于中断，系统安全性大幅度提升。（3）提升光缆线路的可靠性。现阶段的电信号传输方式有了质的飞跃，传统的电缆线路逐渐被现在的光缆所取代，光缆有很多优点，但其缺点也比较明显，其较差的鲁棒性导致其比较容易发生折损，影响信号传输效果。所以，在施工的过程中要降低光缆的弯曲度，降低由于折损造成的信号丢失，另外要注意光缆设施的保护保养以及清洁工作，将阻燃的树脂槽盒添加在光缆的支架上，这样能够大幅度的提升光缆传输的稳定性及实际性能。（4）尽可能采取“直采直跳”技术。整个系统中如果交换机频繁出现会增加延时现象的时间长度，一旦出现问题，断路器无法及时阻断系统，会产生严重的影响。为了降低交换机的使用水平，让系统中的采样、跳闸等操作能够快速、稳定的运行，继电保护系统在Q/GDW441-2010《智能变电站继电保护技术规范》中有如下规定：必须优先选择“直采直跳”技术，这项技术不再通过交换机进行网络交流，对继保系统的运行安全稳定帮助很大。（5）采取接地方案增强继保系统的可靠性。继电保护系统内存在一个等电位体，由每一个装置的电缆接地线、零线和金属屏蔽层连接在一起，其主要功能是降低系统中各装置元件之间的电压差，电荷通过接地被释放，保护装置进一步提高可靠性。

4.2提高间隔层继电保护可靠性

除了以上措施外，还可以通过提高间隔层继电保护可靠性来对继电保护系统整体的可靠性进行提升。间隔层继电保护主要为电力系统中一定范围内的线路控制开关、后备设备、电力线路以及端母线提供实时保护，而且可以准确分析电力系统运行过程中所产生的故障，并根据相应的故障处理要求提供合适的解决办法。同时，间隔层继电保护可靠性的提高可以实现智能变电站对电压等级进行合理的集中配置，从而满足电网运行的实际需求。

4.3增强过程层继电保护可靠性

继电保护系统中相关的过程层继电保护主要是指对系统变压器设备以及母线进行最大限度保护，从而有效确保电网系统的正常运行。在过程层继电保护系统的支持下，可以保证电网对于可能出现的电力波动做到快速响应，在最短的时间内将非正常波动规律的电力波动恢复到正常稳定的可控范围内。而且由于在对系统变压器设备和母线进行保护时，需要保证相关硬件和对应开关控制的相对独立，在对过程层继电保护可靠性进行有效增强的过程中，通常会采用多段线路保护方式。该方式下的增强过程，可以保证实时记录的数据的准确性，由此便可以增强过程层继电保护的可靠性。

结语

对于电网系统而言，为确保其稳定安全运行，继电保护系统的可靠性显得尤为重要，许多因素决定着智能变电站继电保护系统的结构组成。所以，在电力行业中，要采取相应的手段来保证继电保护系统的持续可靠，这一直都是一项工作重点。

参考文献

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