智能变电站继电保护系统可靠性分析

苏马 肖洒

【摘 要】在我国社会发展与日俱增的今天，智能变电站已在全国范围内逐步进行推广使用，在此发展阶段，继电保护系统发挥着至关重要的作用。因此虽然利用现代科技技术建设出更加稳定及智能的变电站，但是也对继电保护系统提出了更加高层次的专业技术要求，需要提高继电保护系统的可靠性。

【关键词】智能变电站;继电保护;系统;可靠性;分析

1导言

继电保护系统是维护变电设备正常运行的关键系统，尤其是智能变电站正常工作中，维护其设备安全运行的作用尤为突出。智能变电站的应用虽提高了工作效率，但一定程度上增加了设备运行风险。为此其继电保护系统的可靠性及其重要，工作人员必须做好继电保护系统的可靠性分析工作。

2智能变电站

智能变电站是随着当前智能电网的发展而构建的，使信号传输实现数字化与智能化，进而提高电力系统整体的信息传递速度，从而使我国电力事业在智能化发展道路上顺利前行。智能变电站的构建是智能化的，当低压负荷量减少时，变电站可以自主的实现输送电量的降低，以此对电能起到有效节约的效果;而当低压负荷量增加时，变电站会及时进行电量补充输送，满足负荷量的需求，因此降低了工作人员的数量，节约了大量的人力资源，也提高了电网系统的安全性。智能变电站主要是通过网络连接将以往的电缆连接方式取缔，每个变电站设备之间均通过网络传输进行数据交换，这样不仅能够实现低碳环保的效果，也提高了数据之间的交互效率，保障了设备的正常运行，但是也对设备的保护措施提出了更加高规格的要求，如运维工作、功能分布、设备维护、配置重组等等方面，在当下智能变电站快速发展的时代，我们应尽可能的提高继电保护的可靠性、安全性，尽可能的是变电站工作状态保持在一个最佳水平上。其发展如下图所示。

图1智能变电站发展图

3智能变电站继电保护系统可靠性分析

3.1可靠性分析的计算方法

3.1.1计算角度

计算智能变电站继电保护系统可靠性的角度有两个：一是可靠度。从可靠度角度进行分析，即是在一定设备运行环境中、在某一运行时间段内，计算智能变电站继电保护系统完成自身某项功能所达到的实际概率。在智能变电站正常情况下继电保护系统的实际概率即为可靠度，以此衡量系统运行的可靠性。二是可用度。这一计算角度是当智能变电站继电保护系统发生故障后，其维护系统所起到的实际修复作用的可用度。

3.1.2计算方法

总体来说，智能变电站继电保护系统可靠性分析与计算方法主要有蒙特卡洛模拟法、可靠性框图法两种。分析与计算的前提是获得相应数据，确保分析的可行性。智能变电站的终端与合并单元采用组网方式，采用GOOSE双网跨接的方式实行保护、数据收集、指令传输等工作。同时，利用SV网可完成样本数据的传输。获得相应的数据后通过数字化组网方式，利用太网传输各装置的数据，利用GOOSE与SV两种接口组合的方式，输入相应的数据并回收系统输出的数据，对继电保护系统可靠性进行有效分析。而对于母线保护组网模式，则是将样本数据传到继电保护系统的各智能终端上，再使其传递到母差保护装置上，并利用GOOSE为其提供相应的信号。

3.2可靠性计算

3.2.1主变保护可靠性

主变保护、智能终端与合并单元采用组网方式，利用GOOSE网络采集开关量信息、并传输跳闸命令。同时，利用SV网络传递样本数据信息。对智能变电站的主变压器进行保护，会采用测控一体保护装置，提高整体可靠性，并为系统保护提供科学依据。在进行分析时多利用可靠性框图进行分析。

3.2.2线路保护与母联保护可靠性

在该项分析环节中，要明确线路保护组网设计方案。智能变电站会采用数字化线路保护装置，在此情况下获取装置的开关量与模拟量信息，是利用光线以太网通信获取的。样本采收的接口为SV接口，其跳闸与开关量的输入共用一个GOOSE接口。这种数字化线路保护装置可满足两端的需求，实现与传统线路保护装置的联合运用，提高光纤的纵差保护功能。

3.2.3母线保护可靠性

母线保护装置模式下，每个智能终端都可提供开关闸的位置，同时可将开关的数量与相应的样本值通过GOOSE网络传递到相应的保护装置中。母线保护装置受其组网模式的影响，获取其网络信息时要联合保护与合并单元通过IEC61850-9-2协议。

4智能变电站继电保护系统可靠性保障措施

4.1加強变压器的的保护

变压器是变电站重要的供电设备，对整个智能变电站的正常运行有着重要作用，因此必须加强对变压器的保护。应提高设定标准电压额度的科学性与有效性，确保保变压器正常运行。前期采用分布式配置保护方式，提高对变压器整体安全的保护力度。但对其后期运行则应采用集中式配置，保证变压器的稳定运行，以避免因系统过于复杂而降低保护装置可靠性。

4.2对过流电进行合理限定

过流电是指电流超过系统的承载能力，会导致相应的安全问题。受多种因素影响，过电流数额会发生一定变化，这会降低继电保护系统的可靠性。为有效解决这一问题，应对过电流进行有效的限定，提高系统的准确性。

4.3加强继电保护系统的线路保护

当前继电保护系统中主要采纵差联动的保护方法，提升系统的可靠性。保护系统运行中，线路自身可通过通道进行连接，从而对线路进行保护，同时通过线路可实现检测等工作，因此必须加强对线路的保护。

4.4完善继电保护智能报警系统

4.4.1总结功能

当智能变电站的继电保护智能报警系统发现设备运行故障后，会对其产生的数据进行总结。同时收集变电站内实时数据、警告信息、应用信息及故障处理信息等与故障有关的数据信息。

4.4.2诊断功能

在变电站设备运行出现问题后，智能报警系统会对相应的问题进行诊断。诊断过程中，通过设备正常运行数据与异常运行下产生的数据进行对比，从而生成相应的诊断报告。利用相应的管理经验，对故障进行分类，最终形成设备的异常信息。

4.4.3跳闸保护

当设备运行出现问题时，报警系统会下达打开开关的指令，使得保护装置跳闸，从而实现对变电设备的保护。同时，智能报警系统会将变电站设备的异常信息、开关的变位信息等反馈给相关的工作人员，进行报警处理。

5结论

随着我国科学技术的不断提高，智能变电站的发展必然会形成一定规模，为广大群众带来更多便捷的服务，同时其安全可靠性能也会不断的提升，保护人们的生命安全。而智能变电站的发展离不开继电保护系统的可靠性研究，因此提高继电保护系统可靠性的工作是至关重要的。

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（作者单位：国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司）