变电站继电保护系统可靠性与稳定性分析

2019-08-15李海峰

商品与质量 2019年13期

李海峰

贵州鲁中矿业有限责任公司贵州毕节 552102

我国作为一个工业大国，人们生活生产的各方面都离不开电力资源，由于经济的发展，人们的需求也在不断增加，所以变电站的改革就十分必要。变电站的智能化发展模式已经成为必然趋势，这其中就包括继电保护系统的智能化，继电保护系统直接关系着整个变电站的稳定运行，因此分析研究变电站继电保护系统的可靠性与稳定性就具有十分重要的意义[1]。

1 关于继电保护

1.1 继电保护的概念

继电保护是通过检测电力系统中发生的异常情况或是故障，从而发出报警信号，或是将故障进行切除或隔离。由于这一过程中会使用一些有触点的继电器对电力系统或相关元件（如发电机、变压器及输电线路等）进行保护，从而避免其被损坏，因此称为继电保护。继电保护装置一般是由测量元件、逻辑环节以及执行输出等三个部分组成，且其在技术上应满足选择性、速动性、灵敏性及可靠性，从而更好的实现继电保护功能。

1.2 继电保护的基本原理

继电保护装置的功能一般要根据电力系统发生故障前后的电气物理量的变化来通过相应的原理实现。在实际的电力系统运行过程中，电力系统发生故障后，其前后电气物理量的变化有——电流增大、电压降低、测量阻抗发生变化以及电流和电压之间的相位角发生改变等。根据这些变化，继电保护装置会构成各种原理的继电保护，如母线继电保护、变压器继电保护、发电机继电保护等[2]。

2 变电站继电保护系统的可靠性与稳定性分析

2.1 合理设置设备接口连线

在进行设备接口连线的设置时，应确保同一段间隔的SV插件采样和GOOSE设备之间的接口连线在不同的设备之间进行，并对相关插件的质量严格把关。此外，在智能变电站中，除了一些就地化配置的合并单元、智能终端与一次设备之间仍然使用电缆之外，其他的应使用光纤电缆代替，并做好电缆的维护工作，防止齐备污染和损坏。

2.2 智能终端隔离措施

智能变电站智能终端是保护测控等装置对一次设备进行控制和状态量采集的接口。某线路智能终端故障隔离时，应调整受影响的保护装置的运行状态（如将该套智能终端对应的线路保护、母差保护由跳闸改信号），退出本套智能终端的出口硬压板，退出重合闸功能。此外，由于双套冗余配置的两套过程层网络间没有联系，因此在一次设备带电运行、一套智能终端退运的情况下，应断开两套智能终端间的重合闸启动和闭锁回路。

2.3 防误操作库

防误操作库是实现整个防误操作信息化网络化的重要操作，整个防误操作中最为重要的一个部分就是防误信息库的构建，防误信息库可以通过对信息库中数据的调用比对实现对操作人员的操作是否合理进行判定，一旦判定操作人员操作失误便会促使其停止操作，进而促进整体的安全性。防误操作信息库一般可以分为两大类：（1）错误操作信息库。错误操作库主要是对操作人员的一些错误的操作和指令进行汇总的一个信息库，这个信息库可以有效地实现对信息的调取与处理。同时在储存了大量的错误信息之后，它还可以作为智能判误云平台的后台信息库，人们在进行错误操作判断时，可以根据已知的信息对未知的操作是否合理进行判断，进而有效地提升整个操作的有效性与安全性。同时该信息库还可以分析二次设备状态随一次设备状态变化的规律，进而提升变电操作的效力。（2）错误操作补救规则库。一些设备中可能没有搭载主动阻止错误的设备或是主动阻止错误进行的设备失灵，这时错误的操作便会发生针对这样的情况，则需要进行相关的补救措施[3]。这个数据库主要就是存储了相关错误的类型与相关的解决方式。

2.4 提高系统冗余性

提高系统冗余性可以维护继电保护系统的可靠性和安全性，具体的措施为：利用以太网交换机的数据链的路层技术对变电站实时监控；在三个基础网络的基础上形成网络架构的需求，其中，总线结构利用交换机进行数据信息的传送，有减少接线的作用，但是冗余度比较差，所以在使用中，可以通过延长时间增加敏感度，提高冗余性；环形结构环路上的任何点都可以提供冗余，如果和以太网的交换机进行有机结合就可以形成树协议，也可以提高继电系统的冗余度，同时还可以在一定的时间范围内实现对网络重构的控制，但是环形结构使用时需要的收敛时间比较长，完成任务的速度比较慢，还会对系统重构产生影响；星型结构的等待时间比较短，所以适用于比较高的场合，不存在冗余度，其缺点是一旦主交换机的过程中有了故障，就会对信息传送产生影响，可靠性相比下来就比较低，所以并不适合进一步推广普及。想要提高变电站继电保护系统的可靠性，就要提高系统冗余性，所以选择继电保护系统的网络构架就要注意结合实际情况，并对比不同架构的优缺点，进而选择出合适的架构[4]。此外，由于环形结构自身的可靠性比较强，所以可以把环形结构应用于母线的保护装置中，以增强继电保护系统的可靠性与稳定性。环形结构对母线的保护的可靠性高，可以满足继电保护系统对可靠性的要求，且对元件的损害比较小，所以更可以提高继电保护系统的可靠性与稳定性。