智能变电站继电保护系统可靠性分析

2017-06-10孙荣平

环球市场 2017年14期

关键词：系统可靠性保护装置继电保护

孙荣平

重庆渝电工程监理咨询有限公司

智能变电站继电保护系统可靠性分析

孙荣平

重庆渝电工程监理咨询有限公司

智能变电站与传统的变电站相比，无论是在构造还是内涵上都大有不同，其安全稳定运行性能也更为突出。因此，对智能变电站的保护系统实施良好设计以及对系统的运行维护提出科学合理的管理措施是大有必要的。本文对智能变电站继电保护系统的可靠性提出探讨，希望对我国的电力事业平稳发展贡献一份力量。

智能变电站；继电保护；系统可靠性；分析及探讨

导言

智能变电站继电保护系统无论是在构造还是内涵上都大有不同。在智能变电站继电保护系统中，传统的电缆由光纤替代，通过继电保护系统构造及元件对继电保护系统进行可靠性评估，这对电网的稳定运行有着重要影响。

1 智能变电站继电保护系统架构

经过分析可知，智能变电站继电保护主要由两部分组成，一部分是层次化保护系统，另一部分是一体化监控系统。层次化保护系统主要有站域级的保护与控制、地级的继电保护装置和广域级的保护与控制。其中，低级继电保护主要由智能终端、就地化线路、集成性智能终端等组成。就地化保护可直接与电气连接，其可靠性较高。地域级主要由战域级保护管控和战域保护组成。战域级管控内部保障智能诊断、保信子站、二次状态监测、可视化分析等操作。保护管控不仅是一个子系统，而且内部包含着较多的物理设备，可以通过物理设备进行设置，进而提高其可靠性。一体化监控系统可以直接利用管理机得到保护数据。保护与监控MMS均独立，界面管理较清，既可以分开管理，也可以独立管理，可以将其表示为图1所示。

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。

3 继电保护装置的基本要求

3.1 可靠性

在继电保护装置的各种性能中最根本的是可靠性，它指系统要动作时必须可靠动作。

3.2 选择性

是指当设备或线路发生故障时，首先由它们本身的保护装置切除故障。而当它们本身的保护装置拒动时，才允许相邻设备保护装置切除故障。

3.3 灵敏性

是指在被保护范围内线路或设备发生金属性短路时，它们的保护装置应具备必要的灵敏性，各类保护装置的最小灵敏系数应符合规程中的具体规定。

3.4 速动性

为了提高系统稳定性，降低损坏程度，缩小故障涉及的范围，提高备用电源、自动重合闸、备用设备自动投入的程度等，保护装置应具备快速切除短路焊故障的性能。一般可以通过装设速动保护，减少继电器规定的动作时间及缩短开关跳闸时间等来提高速动性。

4 提高继电保护系统可靠性的方法

4.1 重视变压器的保护配置方法

由于通过电力系统配电线路的电压是有限定额度的，所以电压高于或低于限定额度都会严重影响配电效果。在智能变电站中，变压器系统是有效控制及调节电压的重要装置，同时也是实施配电保护的一个重要装置。因此，在应用变压器装置实施配电保护时，可通过在变压器上应用分布式的配置方法进行差动功能的继电保护。同时，还可应用集中式配置方法对变压器装置进行后备保护。此外，还可用把电缆与断路器直接连接等独立安装的方式实现非电量的继电保护。

4.2 采用电压限定延时的保护方法

智能变电站在正常运行时容易受到电流等外部因素的影响而出现外部发生断路的问题，导致出现过负荷电流的现象。在这种情况下，虽然过负荷电流的电流量同正常的电流量区别不大，如果此时刚好遇上变电站出现外部故障，就容易导致出现跳闸的问题，极大地影响智能变电站的继电保护系统的可靠性。因此，通过对智能变电站的电压线路应用电压限定延时的方法，能够精确测量各线路通过的电流量。当出现过负荷电流问题时，及时向相关系统发出警报并执行保护命令，提升继电保护系统的可靠性。

4.3 加强线路保护配置

线路保护配置在电力系统上具有非常重要的作用，它既可以有效保护和控制系统中的各级电压之间的间隔单元，还具有多方面的功能，例如控制、保护、测量及通信监视等。线路保护配置的良好运行可为电力系统中的发电厂、变电站及高低压配电等提供完善的、有效的配电线路保护控制方案，确保电力系统的安全稳定运作，极大地提高了配电保护的可靠性。因此，需要在电力系统上重视并加强线路保护配置工作。在电力系统中，对大部分的线路保护装置实施有效保护的方法都是纵联差动，它主要的配置保护方式包括集中式和后备式两种。应用这两种方法，可以对该配置的各种问题进行及时处理，保证各项功能的正常运行，切实有效地提高发电站电力供应的可靠性。

4.4 完善环形结构在目前保护装置中的融入

环形结构的可靠性较高，将其融入到母线保护装置中，具有较强的实际应用意义。经过分析发现，在传统结构中，环形母线的可靠性较低。但应用到母线保护中，不仅提高了智能变电站继电保护系统的可靠性，也提升了内部相关指标的性能，而且母线环形结构不会对电气元件造成较大损害。所以，环形结构在智能变电站继电保护系统中的融入，已经成为提高继电保护可靠性的基础。