智能变电站继电保护系统可靠性研究

曹宇

摘要：基于智能化电网概念的不断发展与应用范围的普及，智能变电站也开始成为人们关注的焦点，其继电保护系统及可靠性成为学者研究的重点内容。该文简要分析了智能变电站继电保护系统的构成，同时简要分析了智能变电站继电保护系统具体的操作方式，并从完善继电保护工作、保证间隔层中的继电保护工作等方面分析了如何提高智能变电站继电保护系统本身的可靠性，以期确保智能变电站能够正常、稳定的运行。

关键词：智能变电站;继电保护系统

随着智能电网概念的逐渐火热，智能变电站概念也被提出。智能变电站是智能电网“电力流、信息流、业务流”的汇集点，是智能电网的重要组成部分。智能变电站通过网络传输信息，能够智能地完成信号的采集、实时监控、动作保护等功能。在智能变电站保护系统中，使用光纤来替代电缆连接一次设备与二次设备，同时输出的模拟信号也变为数字信号。由于这些不同，智能变电站保护系统也与传统变电站有较大差异。

1智能变电站及继电保护简述

1.1 智能变电站

智能变电站指的是在变电站的建设管理中，将原有的变电建设管理和智能技术应用结合，保障在技术应用的结合中，能够发挥出整体技术应用的实践性，并且能够实现科学化技术应用实践。按照其建设中的设计要素实施来看，整个智能变电站建设中，其建设是建立在网络通信技术应用之上的，并且在其技术的应用过程中，借助计算机网络传输技术进行对应的数据应用测量和采集，保障在技术的应用采集中，能够控制整个系统的运行。而按照智能变电站的特点来看，其整个系统应用中，采用的是数字的集成化设计，通过数字的集成化设计，将整个变电站运行中的工作开展分解，转变为技术应用的模块化发展，通过这种模块化技术的应用处理，能够保障整个技术应用中的控制效能得到发挥，最终在集成系统的应用控制下，进行对应的系统控制，以此进行变电站运行中的信息监督控制，提升变电站整体的电力运行效果。

1.2 继电保护

继电保护是电力系统建设中需要完善的一项保护供电建设装置，在整个继电保护过程中，其采用的是间隔控制，借助间隔控制能够将整个电力系统运输中的电力转换进行优化控制，实现了电力传输转换的优化控制。整个继电保护工作开展是建立在IEC61850协议之上的，按照该协议中的规定，整个继电保护装置应用中，需要将其继电控制中的构成元件分析好，一般情况下构成元件分为以下几种：一是交换机;二是網络接口;三是电子互感器。只有将以上三种构成元件组装好，才能将整个继电保护装置的应用性能发挥出来，实现其继电保护管理的科学化部署能力提升。需要注意的是在继电保护装置的应用中，其对应装置应用中的跳闸与合闸控制需要进行专门的分析，确保能够将跳闸与合闸的装置信息收集好，以此提升装置应用性能。

2智能变电站继电保护系统的可靠性分析

2.1变压器配置保护

一般来说，变电站在进行配电的过程中往往需要限定电压的额度，只有适合的电压范围才会促进电力系统的正常运转。如果电压出现过载或者不足的情况，就会对电力系统的运转造成影响。而调节电压的功能是由变压器系统来提供的。因此，变压器系统可以说是整个变电站继电保护系统中必须要重点保护的。如果变压器系统能够正常运行，即意味着整个继电保护系统发挥了其应有的作用和功效。因此，智能变电站继电保护系统为了保证变压器系统的安全性，在配电保护的构成中采用的是分布式配置，这样就能够分散变压器系统的压力，从而保护变压器在电力调节的过程中不会承受过分的压力而导致电压超载或不足。而在后置装备的继电保护过程中则是采用的集中式配置手段，这样就能够以不同的手段来保证在配电过程中继电保护系统的可靠性不会因为外界因素的影响而降低。

2.2过流电限定保护

所谓过流电实际上就是电流过载现象，这种现象的出现会导致变电站出现外部电路短路，从而电流负荷压力变大。尽管负荷电流与正常电流在大小上没有太大区别，但是负荷电流极易导致变电站外部出现故障，甚至会导致变电站跳闸，这就会使得变电站继电保护系统的可靠性变低。因此在智能变电站继电保护系统中采用的是电压限定延时方式，这种方式能够有效地、精准地测量变电站各条变电线路终端电流量，这样就能够确保当过载负荷电流出现时，能够在第一时间进行处理。而且智能变电站继电保护系统之所以会被称作是智能化的保护系统也是因为在这个保护系统中已经设置了保护措施，就是一旦过载负荷电流出现的时候，系统会自动的向智能终端进行报警，而智能终端也会根据过载负荷电流的实际情况来下达保护命令，这样不仅能够有效解决过载负荷电流可能对整个电力系统产生的严重影响，而且也保证了继电保护系统的可靠性不会降低，甚至会大幅提升。

2.3继电保护系统的线路保护

对于变电站的继电保护系统来说，线路的保护是保证保护系统可靠性的一个非常重要的因素。在传统变电站的继电保护系统中，对于线路的保护虽然有明显效果，但是仍然存在一定的安全隐患。而在智能化的变电站继电保护系统中，对线路采用的是纵联差动保护方式，这种保护方式能够有效的保证继电保护系统的可靠性。而且纵联差动保护方式一般可分为集中式和后备式，但是无论哪一种，通过合理的配置之后，都能够有效地将继电保护功能发挥出来。其实之所以保护线路就能够保护继电保护系统的可靠性主要原因在于线路本身控制各级电压之间的间隔单元，换句话来讲线路是连接通道，而智能变电站的继电保护系统在对线路进行保护的同时也能够对整个电力系统的运作情况进行检测，因此该部分的保护对于继电保护系统的可靠性有着决定性的作用。而纵联差动保护方式也是能够提高继电保护系统可靠性的有效方法。

3智能变电站的继电保护系统可靠性提升的主要途径

通过以上分析，得出智能变电站中母线保护系统的可靠性最低，但是它又作为智能变电站继电保护系统主要的组成部分，其可靠性能的高低直接对智能变电站整体系统的可用性造成影响。由此看来为了提高继电保护系统的可靠性，就要增加其系统冗余性，而系统冗余性是由网络冗余度和系统装置冗余度决定的，所以，可以从以下几点出发：

1. 由于智能变电站和一般的变电站一样，都需要使用冗余装置来提升其系统的可靠性，冗余装置具有两套保护系统，并且这两套系统又有独立合并单元，交换机和保护的装置，以此实现了装置冗余，确保了系统的可靠性。
2. 从物理结构分析，智能变电站最大的优势就是能够自由的选用拓扑结构。拓扑结构主要采用并行太网冗余技术，利用其冗余性的特征，灵活的选择星型或线星，有效提高了其冗余度，保障了智能变电站继电保护系统的可靠性。
3. 由于系统的正常运行是智能变电站继电保护系统性能的最好表现，一旦电压不足，直接对整个系统的稳定性造成不利影响，所以为了提升系统的可靠性、安全性，电力系统的相关工作人员在变压器配电保护的过程中一定要进行合理的配置，例如可以采用分布式的配置方式，一般以便于实现继电保护。对于后备装置机电保护系统，采用集中式的配置方式，从而降低系统的复杂程度，确保整个系统的可靠性。

4结束语

因此相关工作人员要采用科学有效的方法对其可靠性进行分析与研究，在研究中充分考虑安全问题，及时发现系统的故障信息，并在第一时间内采取措施，采用集中式的配置手段，有效减少故障的发生概率，促进电力企业的安全、稳定发展。

参考文献：

[1] 凌光.基于系统测试观点的智能变电站与传统变电站继电保护比较研究[J].浙江电力，2016（7）：32-36.

[2]笃峻.智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现[J].电力自动化设备，2016（7）：163-168.