探究提高智能变电站继电保护可靠性的措施

王瑞婷

【摘  要】近年来，随着社会经济发展速度不断加快，科技水平显著提高，为电力技术的创新进步提供了必要保障。电力系统在电力技术的影响下愈加智能，而智能化也逐渐发展成电力系统未来发展趋势。在电力系统智能化发展背景下，智能变电站应用也愈加普及。本文通过对智能变电站、继电保护相关内容进行阐述，以及对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析，进而指出提升其继电保护系统可靠性的有效措施，进而保障智能变电站的安全运行。

【关键词】智能变电站;继电保护;可靠性

中图分类号：TM732  文献标识码：A

1 引言

由于电力系统建设的不断完善，供电网络的规模和电压等级不断提高，所以对电力系统的安全性、可靠性提出了更高要求。电力行业为人们提供高质量、安全和经济的电能是当前首要解决的问题，智能电网建设是国家提出的战略布局，智能变电站是把通信网络技术和控制技术进行结合的产物，二次系统在信息传输模式上产生了很大的转变，实现了对变电站运行信息进行采集、测量、保护及控制等功能，可以与电网自动化进行结合，为实现在线分析决策和智能调整提供依据。

2 智能变电站中继电保护的重要作用

我国的智能变电站随着经济发展变得越来越重要，它每日所产生的供电量与人们的生活紧密联系在一起。但是，在智能变电站的实际运用和发展中仍然存在许多问题，例如继电保护装置中的重要器件发生故障，会影响整个智能变电站;断路器经常会发生跳闸的情况，无法提供足够的供电量，给人们的生活带来严重影响。这些情况会导致智能变电站中的供电设备受到损坏，需要企业在控制范围内灵活处理问题。电力系统在运行和维护过程中，如果某一方面出现了问题，会在继电保护设备的保护下发出警报，提醒相关工作人员进行处理，使其产生的不利影响控制在范围内。一旦智能变电站发生故障，继电保护装置就会在第一时间进行紧急处理，将发生故障的区域与电力系统进行分离处置，以免扩大故障区域，减少受损害区域，为整个智能变电站提供安全保障。

3 智能电站继电保护系统可靠性计算

为使智能变电站可以在应用层面实现智能化，主变压器继电保护应用CPU控制器实现相关的控制功能，测量和采样可当作继电保护启动和识别的依据，从而更好地提升继电保护系统的可靠性。主变压器的保护可靠性，可利用最小路集和最小割集不交化控制算法，把每个电气元件正常工作概率引入，从而获取主变器可靠性函数为R主变（t=16P3itP7emP2smP2muPpr）。其中，Pit是变电站智能控制终端正常条件下概率，Pem则为网络通信介质正常条件下概率，Psm是交换机设置正常工作概率，Ppr是继电保护在正常条件下达到的概率，Pmu是合并单元在正常工作条件下的概率。把各种电气元件的故障率引入，t取值为50年，从而得到主变压器保护可靠度为09.999999911。为了对最小路径集法进行科学合理地验证，可以对可靠性函数准确性进行验证，对多个继电保护可靠性进行串联简化，将其转变为公式进行计算。220kV供电线路需要多个继电保护单元，系统的结构型式比较复杂，一些线路SV网络为冗余结构方式，需要应用4台SV数据交换机，但是110kV供电线路只采用了2台SV数据交换机，可以看出前者具有更好的可靠性。

4 提高智能变电站继电保护系统可靠性策略

4.1 运行状态下的继电保护

智能变电站在运行状态下，应该采用合理的技术措施，保证继电保护系统的可靠性。在保证智能变电站运转安全与平稳的情况下，应根据安全维护方案内容要求，有效维护智能变电站内部运输线路与母线等电子设施与设备，尽可能规避智能电网运转风险，进一步提高智能变电站运行安全性。而在采取继电保护措施方面，最关键的是要熟练掌握继电保护系统功能，应简化系统配置与设施。可以说，智能变电站处于运转状态下，一旦有变动可以对主保护定值设定，而波动较小的数据会纳入保护定值中，智能变电站变动不会过于明显，为其平稳安全运行提供必要保障。但在操作时，智能变电站继电保护要求开关设计与硬件设备分别保护，合理采用继电保护措施。

4.2 优化软件系统

进一步提高软件系统的可靠性以增强继电保护系统的可靠性。在当前网络通信技术飞速发展的时代背景下，智能变电站继电保护系统在一定程度上对网络技术的要求也逐渐增多。为了更好地在这种依赖上实现安全运行，需要提高软件系统的整体可靠性。在具体操作上，可以使用插值算法来代替时钟源，通过对时钟源发出同步对时信息流，将光纤同步到智能电子设备中，以确保智能电子设备的安全正常运行。同时，可以使用软件积分的形式来增强报文信息的可靠性。SV 报文作为继电保护系统保护单元的数据报文，能够对整个保护系统产生较大的影响。通过使用软件积分，能够对数据采集器以及保护系统中的电子设备的功率损耗进行了解，增强保护系统维修的精确性，进而实现继电保护系统的可靠性目标。

4.3 可视化技术的运用

为提高智能变电站继电保护可靠性，需要对故障实现有效处理。虽然信息技术得到了巨大进步，但是很多继电保护装置的运行故障监测和处理还采用表格和数据方式。智能变电站引入可视化技术对继电保护装置进行监控是十分必要的，可以实时对继电保护装置运行情况，实现故障预警和运行数据采集。智能变电站运行时可能由于数据信息传输问题而引发故障，所以需要对通信系统错误信息进行全面、系统地排查，以保护继电保护装置。继电保护装置动作时，生成的中间节点文件和故障波形相符。继电保护装置产生运行故障时，需要对中间节点文件形成的数据信息进行准确采集，以全面分析故障，从而确定故障原因。为工程技术人员提供准确的排查记录信息，针对故障情况制定切实可行解决措施。

4.4 变压器安全稳定性强化

在智能变电站长期运行状态下，电压是按照电力系统的要求，严格控制在规定范围内，要想保证电力系统运转安全，就必须使电压值控制在规定范围之内。但在具体操作方面，很容易受诸多不确定因素影响，导致电压过高抑或是过低，不利于电力系统安全平稳运行。在这种情况下，应调节变电站电压。所以，提高智能变电站继电保护的可靠性，可以实现继电保护性能的安全与稳定。对智能变电站继电保护强化的过程中，要合理设置配电保护分布式配置，优化变压器继电保护的运行方式。这样一来，即可保证变压器承受压力被有效分散，以免调节变压器电力的过程中受压力过大影响而引发严重的安全问题，全面提升智能变电站继电保护安全稳定效果。

5 结束语

综上所述，随着近年来我国电网建设事业的快速发展，在信息技术深入发展的今天，智能变电站已成为我国电网建设的重要组成部分。为了进一步保障我国智能变电站的安全正常运行，加强继电保护系统的可靠性成为当前建设的重要内容。通过对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析，从硬件系统与软件系统中，采取有效措施增强该系统日常运行的稳定性，进而为我国电力事业的发展提供安全保障。

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（作者单位：芜湖国能电力工程有限公司）