分析智能变电站继电保护系统可靠性

倪颋　赵阔　刘钊

摘 要：智能变电站机电保护系统和传统的继电保护系统有本质的差异，在结构上有重大的变化。智能变电站继电保护系统的评价模型和方式比较特殊，可以及时处理相关信息，而且应用范围比较广。在研究中，将以智能变电站继电保护系统的信息流和结构为基础，结合具体情况，有效分析系统运行的可靠性。

关键词：智能变电站；继电保护；可靠性；信息流

中图分类号：TM63；TM77 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.139

智能化变电站是由网络组模式组成的，其本身就具有多样化的特点。保护系统或者功能部件可以冗余配置，针对数字化保护系统的特殊性，在应用阶段，需要有效分析评价系统和选择方案，及时解决系统中存在的问题。针对数字化继电保护系统的特殊性，在应用时，工作人员要高度重视相关问题，及时分析系统信息，充分利用二端网络系统有效配置模型，以满足可靠性评价系统的具体要求。

1 信息流和结构形式

智能变电站的继电保护系统组成比较复杂，要认真分析各个部件的具体组成，确定结构的类型。下面，将分析智能变电站继电保护系统的组成。

1.1 同步对时信息

根据现有信息形式的特殊性，在应用阶段，考虑到信息回路的指标要求，要及时分析系统组成；考虑到固定时间轴的变化，要有效分析合并单元。保护单元和智能终端系统的操作比较特殊，现有的变电站对时方式有3种，分别为脉冲对时、编码对时和网络对时.如果对时方式不一致，拓扑结构也会发生不同程度的变化。脉冲对时和编码对时需要以对时网络为基础，考虑到同步传输介质的具体要求，必须及时、有效地分析星型结构的指标。

1.2 SV报文信息

SV报文信息起源于互感器，经过合并单元和交换网络之后，最终达到保护单元的目的。交换机网络用虚线表示，由于采样值存在一定的差异性，所以，可以采用不同的规约制度进行分析，采用点对点的传输形式，不需要使用交换机网络。SV报文信息回路结构设计如图1所示。

通常情况下，传输介质为光钎或者电缆。由于没有采用太网传输的形式，则要依照恒定变更的形式来分析。数据内容多是固定的，通讯方式为逻辑点对点的单向传播形式，一般不用交换机。由于太网的传输形式比较特殊，CSMA/CD的介质访问控制方式又不确定，所以，要及时分析附加信息。考虑到合并单元发出的信息标准性，在后续应用阶段，要及时比较外部网络结构，明确单元时钟的方向。

2 智能变电站继电保护可靠性分析

智能变电站继电保护系统比较特殊，在应用阶段，考虑到保护机制的具体要求，需要从实际情况入手分析系统的应用形式，从而满足系统设计的整体化要求。下面，简要分析智能变电站继电保护可靠性的相关内容。

2.1 可靠性参数选择

可依赖的原件保障信息是系统可靠性评估的重要基础。对于一次设备和二次设备，尤其是可以修复的原件，在稳定检修的前提下，要及时处理故障。由大量数据信息可知，智能操作形式的应用范围比较广，可以采用新型智能电子设备处理相关问题。考虑到长期稳定概率评估系统的要求，必须分析各类指标，避免出现系统状态设计不合理的情况。

2.2 及时处理原件

原件所处的系统是不同的，在处理故障和各个环节时，需要分析EM、SW、Wire原件。在系统应用的过程中，会出现信息丢失的情况，因此，可以将原件的失效模式分为拒动和误动2种。在稳定性分析的过程中，要科学评估失效概率。

2.3 确定可靠性框图

根据可靠性框图（Reliability Block Diagram，RBD）的具体要求，在系统分析阶段，要优化设计比例，及时对系统进行处理。可靠性框图本身是一种比较清晰、简单的计算方式，基于系统状态的具体要求，必须有效分析原件状态和概率形式，然后绘制出不同的状态概率。在具体工作中，由多个独立分散的布置构件构成保护系统，根据原件相似系统的具体要求，在记录原件时，要考虑到原件的并联关系。任何一个原件出现操作失误都必然会影响并联环节。只有2个原件都拒动，并联环节才能发挥理想的作用。

3 线路保护可靠性分析

与传统的线路形式相比，可靠性软件的具体应用是比较重要的。如果传统线路保护的电缆数量为20根，则要考虑到可靠性框图的具体要求，而冗余线路的可靠性构建在其中发挥着非常重要的作用。在智能变电站系统的应用阶段，必须有效分析可靠性线路系统，以满足系统设计的后续要求。根据现有保护系统的各项指标要求，在智能终端和交换机设计中，要及时分析可靠性指标分析，满足组网建设的模式要求。在同一个模式下，SV和GOOSE会直接影响共网传输系统。共网结构形式清晰、明确，要根据智能电子元件的要求及时分析和比对系统的运行情况。

4 母线保护系统的可靠性分析

根据母线保护机制的具体要求，假设母线设计的电缆数量为100根，单套母线的设计必须考虑到相似结果的具体要求。同时，由于网络采集模式与外部数据是同步的，所以，采用直接管理的形式分析电子设备数量、保护系统结构及其母线设备等因素，最终确定合理的方案。由现有的分析结果可知，“直采直跳”的模式是保护方案的主要选择，可以采用组网建设的方案实现分网传输。

5 结束语

基于智能变电站系统传输结构和形式设计的特殊性，在系统分析阶段，需要考虑不同组件形式的具体要求，确保光纤的施工质量。智能变电站的保护系统的应用范围比较广，可以采用可靠性建模的设计形式，及时分析不同的信息形式。评价系统的确定也对软件的实施起到了重要的作用，人工计算比较复杂，利用软件实施可以实现系统的可靠性评估，进而扩大系统的应用范围。

参考文献

[1]浮明军，刘昊昱，董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制，2015，01（12）：40-44.

[2]王超，王慧芳，张弛，等.数字化变电站继电保护系统的可靠性建模研究[J].电力系统保护与控制，2013，03（01）：8-13.

〔编辑：白洁〕