智能变电站保护系统可靠性研究

张帅 简爱 方玮麟

摘 要：随着目前智能变电站技术日益发展和进步，智能化电力设备在我国智能电网建设过程中发挥着越来越重要的作用，智能变电站要长期安全稳定的运行，继电保护系统至关重要，对于智能变电站的运行具有决定性的作用，所以要更好地保证继电保护的质量和水平，就必须要使用高科学的管理方法来提升变电站保护系统可靠性，只有这样，才能更好地保证变电站工作的质量和水平。

关键词：智能变电站；继电保护；可靠性

1 背景

随着我国经济发展水平的不断提升，智能电网的建设规模逐渐扩大，其不管是在系统的组成方面，还是在内涵上均与传统电网大相径庭。在智能变电站继电保护系统中，光纤替代了传统的电缆，在有效评估继电保护系统的过程中，主要是通过继电保护系统的构造及其元件进行的。这主要是因为该因素能够影响到电网的稳定运行，对智能变电站继电保护系统进行可靠性分析与整个智能电网的安全稳定运行息息相关。鉴于此，分析和研究智能变电站继电保护系统可靠性的现实意义不言而喻。变电站的整体安全性因为智能变电站继电保护系统的出现而得到了提高，智能变电站的出现使我国电力行业的发展得到了推动，同时能够使电力系统的安全稳定的运行得到保障。由于社会的不断发展，科学技术的不断创新，电力行业未来的发展一定会越来越好。继电保护系统的可靠性也会随着一些新设备和新技术的应用而得到再一次的升级，所以我们要加强对电力事业的研究和探索，进行深入的相关研究，智能化、数字化将是我国电力行业未来的发展方向，也是电力行业可持续发展的保障。

2智能变电站及其继电保护

2.1智能变电站的特点

智能变电站是在运用电子通信网络技术的二次系统的基础上集成信息测量、采集及控制的应用模式，以实现电网实时数字化、智能化和自动化控管。智能变电站的主要特征在于数字化的数据采集模式、网络化的信息交互模式、集成化的信息应用和状态化的设备检修。与传统变电站的常规互感器相比，智能变电站使用了新的电子式互感器，利用高速以太网对电压、电流的模拟数字信号进行采集和传输，使用智能断路器等设备实现变电站的自动化。

2.2智能变电站继电保护的特点

基于IEC61850协议的智能变电站继电保护与传统的站控层和间隔层结合的体系结构不同，主要分为过程层和间隔层。智能变电站继电保护系统的主要元件为交换机、合并单元、网络接口、智能终端、电子互感器、同步时钟源等。智能变电站可将采集的信息汇总并传递至继电保护装置。继电保护系统接收命令后进行断路器的跳合阐，并反馈信息。

2.3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。第一，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。第二，一体化监控系统可以直接利用管理机得到保护数据。

3提高智能变电站继电保护系统可靠性的方法

3.1设备配置方面

（1）实现变压器保护装置的完善配置

电力系统下规定了相应的电压额度，要想实现供配电的正常运行，则需确保电压额度限制要求。而在实际践行的过程中，为了实现对电压的有效控制，通常是借助变压器系统的运用来实现的。因此，针对配电保护，则可借助分布式配置方法来实现差动继电保护，并借助集中式配置方法，实现对后备保护，而针对非电量继电保护，则可借助安装独立保护装置来实现有效保护，以此来提升供配电的可靠性。

（2）优化与完善相应的继电保护系统

在实际践行的过程中，需要基于当前电力系统的实际状况下，针对系统的冗余进行优化设计，以容错指标的设置来最大程度避免系统出现错动以及拒动的问题，且确保这一设计不会给系统的运行带来影响，以此来促使系统实现安全可靠且稳定运行。同时还可将备电切换以及多数表方法运用于这一系统优化设计中，以此来优化并统一系统指标，为提升系统运行的可靠性提供障。需要注意的是，在进行冗余设计的过程中，需要实现资金的合理投入，以此确保实现经济效益的最大化。

（3）线路保护配置与二次巡检工作的落实

一方面，在线路保护配置上，则需要针对线路来实现保护装置的设置，以集中式与后备式两种方式来实现对线路的保护，通过对电压间隔单元的保护以及对通信的监视，及时发现问题并进行解决，以完善配电线路保护控制方案的提供来确保实现智能电网的安全可靠运行；另一方面，要实现二次巡检工作的完善落实，通过相应巡检小组的完善建设，在明确其职责的同时，确保其具备较高的专业能力与职业素养，能够以二次巡检工作的完善落实，实现对智能电网配电站继电保护系统的全面巡检，以实际发现问题并进行解决，以确保系统实现安全可靠运行。

3.2系统管理层面方面

（1）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。

（2）间隔层的继电保护

在智能变电站的继电保护系统中，要應用双重化配置，如果配置后备保护系统，会实现后备设备的保护功能以及失灵的保护功能，对于相连线路和对端的母线也可以进行保护，基于后备设备电流，要正确判断电网运行中出现的问题和故障，从而可以制定比较有效的防跳闸策略。对间隔层进行继电保护，也可以实现电压的等级集中配置，在继电保护技术中适当的进行调整，要根据电网运行的实际情况来进行调整。

（3）策划发展方向

现在越来越多的电力系统在应用智能变电站，智能变电站在电力系统的发展历程中具有良好的发展前景，智能变电站要发挥智能化和自动化的运行要求，必须要重视继电保护系统性能的改进和提高，继电保护系统实现了信息化和智能化，才能保证智能变电站的正常运行。电网如果可以正常运行，在此基础上，继电保护系统要更加完善其智能化和信息化，在继电保护系统中要充分的应用现代化的电力科学技术，为了实现继电保护装置的智能化水平，可充分应用计算机技术的高性能。同时继电保护装置要准确的进行数据发送和采用，要逐步实现继电保护网络化的功能，继电保护中的出口跳闸等信息传递通过网络来传递后，继电保护的传输功能会大大提高。

4.结语

分析了智能变电站继电保护系统的主要构成，然后简要分析了智能变电站继电保护系统的可靠性，旨在能够在智能变电站的发展上做出一定贡献，使智能变电站继电保护系统的可靠性得以提高，进而推动智能电网建设工作更好地发展。

参考文献

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