提高智能变电站继电保护可靠性的措施分析

汪凤凤 焦磊 周慧源 张明泉 王琳

摘 要：本文首先简要阐述了智能变电站和继电保护的概念和作用，然后分析提高智能变电站继电保护可靠性时有哪些技术要点，最后提出了五点提高智能变电站继电保护的方法，帮助电力企业有效地进行智能变电站的继电保护。

关键词：智能变电站；继电保护；可靠性

引言：随着技术的提高和社会的需要，很多行业都大量使用信息化技术提升自身的技术水平，催生出大量的全新產品。智能变电站就是在传统继电保护的基础上，加入了智能化结构，为了保证智能变电站的稳定运行，需要提高其继电保护可靠性。

一、智能变电站和继电保护

1.1 智能变电站

智能变电站运用了电子通信网络技术二次系统，采集电力系统内部的信息，对电力系统的状态进行测量，最后发出指令控制电力系统。这种方式充分利用了电力系统信息，依靠智能化的程序对系统做出正确判断，从而实现智能化、自动化管控。智能变电站的最大优势就在于，它利用了数字化的技术和网络信息交互，使得其能够获得更多的信息，从而对电力系统进行检修和调整，保证电力系统安全、平稳地进行电力输送。智能变电站依靠先进的电子式互感器，能够对周围的电压、电流进行准确的采集，然后以数字信号的形式传入变电站中，比传统的互感器更加高效。

1.2 继电保护

智能变电站的继电保护分为过程层和间隔层，继电保护系统中的主要元件有交换机、合并单元、网络接口和电子互感器等。在电路运行时，智能变电站将采集到的信息进行汇总和分析，并将结果和命令传给继电保护系统，继电保护系统指令，操作断路器的跳合闸[1]。继电保护的目标是保证变电站在固定的时间范围内完成规定的功率，继电保护的可靠性可以分为可修复和不可修复两种。在进行继电保护系统工作时，可以使用一些公式进行计算，对系统单元和子单元进行调整，来保护变电站的可靠性。

二、提高智能变电站继电保护的技术要点

2.1 保证电子装置的可靠性

智能变电系统有很多电子装置，整个系统的稳定性和运行状态都和电子装置的关系十分密切，而在实际的工作当中，很多外界因素和内部因素都会导致电子装置运行不稳定，比如潮湿的环境、变化的温度等等，这些外界因素通常是难以控制的。为了保证其稳定，通常会选择稳定性较高的电缆。

2.2 强调保护系统的时效性

保证系统的时效性能够准确传递各种信息，避免发出错误的判断，而继电保护系统的时效性保护需要通过宝数字传感器的准确性来进行。系统内的信息传播是会出现时间差的，主要源于交换频率和传播时间导致，继电保护系统就会有一定的延迟。为了减少这种由于交换器传输造成的误差，可以由技术人员进行调整，在采样的过程中分析设备的误差率，调整数据信息降低误差的影响。

2.3 保证继电系统的协调

传统变电站的一个最大问题就在于互感器保护时间同步性很差，当对做出调整时往往会有很大的延迟。相比之下，智能变电站拥有更加快速的信息传播速度，延迟明显降低，极大程度上实现了信息同步。智能变电站保证信息同步的方法是线路差动和同期检测，在采集不同变电站的信息时，智能化系统的终端都有很大的不同，比如终端的信息幅度和强度变化。因此，为了保证变电站的稳定，还需要提高数据的同步性，在不同方面的数据同步的情况下，变电站才不会出现电压过高或者电流过大的问题。

三、提高可靠性的技术措施

3.1 过程层继电保护

过程层的继电保护能够保证继电器快速进行跳闸，并且能够保护变压器、母线、输电线路等设备，避免电网在运行过程中存在的风险，保证对电力的及时调度和对整个电网的保护。需要依靠电力调度系统的保护作用来简化配电装置。在电路运行时，主保护定值的波动相抵比较小，在电力系统运行状态发生变化时，主保护定制的变化也不太大，从而实现电力系统的稳定运行和运营[2]。在继电保护系统中，有很多一次性的设备，因此必须要实现硬件相分离，对不同的元件进行隔离保护，从而提高对母线和输电线路的保护效果。在保护输电线时，可以使用不同开关电源，并对这些开关电源进行单独采样，成分使用主保护通信口对整个电路进行调整，来全面掌握电流的情况。还可以使用多段输电线路来保护智能变电站中的变压器和母线，采用跟踪采样的方法，对保护的电路进行采样，为了提高采样的准确性，还需要在采样过程中根据主站的采样结果进行调整。

3.2间隔层继电保护

为了提高对智能变电站的继电保护水平，可以采取双重化的模式集中配置变电站的继电保护。首先需要后背设备能够承接开关失灵保护功能，以此为起点，保护周围的连接线路和对端母线，并很对电力系统可能出现的故障种类做出判断，制定出合理的跳闸策略，充分保护电路。同时，还要对全站进行集中的等级配置，配置之前要制定多套方案，并根据变电站的实际情况，对方案的合理性和可行性进行分析，选出和变电站自身情况最符合的方案，有效通过继电保护来保护整个智能变电站。

3.3环形结构母线保护

环形结构是一种非常可靠的结构，该结构在继电保护中经常使用，并且，在继电保护系统中，该结构往往对整个短路系统的运行都有十分关键的作用。并且，保证智能变电站的母线结构，并不会使用太多的传统结构，这时一般都是采用了环形结构来满足智能变电站继电保护系统的需求。如果在继电保护系统中使用环形结构，能够有效提升整个系统的各种不同的指标，并且，环形结构可以保证电力的稳定，降低元器件自身在工作期间的损害，降低了故障率，提升了可靠性。根据实际经验，加入了环形保护装置的智能变电站，其余性稳定性、可靠性和安全性都是更高的。

3.4 提升对变压系统的保护

运行中的智能变电站为了保证安全和输电的稳定，通常会对变电站的电压额度进行限制，如果没有有效的控制电压，就很可能出现电压过载或者电压不足，变电站就变得不再稳定，因此必须要对电压进行调节，来保护变电站。智能变电站中的电压调节功能来自于变电站的变压系统，为了能够提升智能变电站的电压控制，就需要提高对变压器的保护[3]。可以应用合理的分布式配置来构成配电保护系统，充分分散变压系统面临的工作压力，避免因为调解过程中出现过大的压力情况导致智能变电站无法正常运行，从而保证变压系统的安全性。相关人员还可以在后背装置继电保护期间使用集中配置的方法，或者结合实际的用电情况和变电站的需求，对配制方法进行调整，提高智能变电站继电保护系统的可靠性。

3.5 提高工作人员的水平

智能变电站的继电保护装置已经经过了很多年的发展，但是网络技术加入到其中在一定程度上已经改变了传统的继电保护理念，就像上文提到的，很多信息都采取了数字化的方式进行表述，工作人员必须要熟悉数字化的原理和相关的技术规范，并且掌握计算机技术和电气通信技术，才能在继电保护系统出现问题时有效处理，需要对技术进行升级时依然可以较好的进行系统维护，保证工作效率。

结束语：当下，人们的正常生活十分依赖于电力，如果电力输送不利，无论是普通的生活活动还是生产活动、商业活动都会受到巨大的影响。还需要继续加强对智能变电站的继电保护研究，保证它的稳定运行，让电力继续推动社会的发展。

参考文献：

[1]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）：107-108.

[2]王加辉. 关于智能变电站继电保护可靠性提高的措施分析[J]. 科技视界，2017（31）：125+93.

[3]冯迎春. 提高智能变电站继电保护可靠性的措施分析[J]. 工程建设与设计，2017（20）：35-36.