智能变电站继电保护系统可靠性分析

刘林

国网四川省电力公司彭州市供电分公司 四川彭州 611930

电力行业作为我国国民经济的核心产业之一，其发展不仅关系到国民经济的发展，更是直接关系到人们的正常工作与生活。随着电力技术的不断进步，我国电力系统逐渐走向网络化与数字化，在传统变电站的基础之上，实现了数据信息的传输以及设备的自动化运行。如何选择继电保护系统的智能设备来满足工作的需要以及如何提高智能变电站继电保护系统的可靠性成为了当下继电保护工作的重中之重。只有针对性地解决这些问题，才能保证网络化与智能化时代下的变电系统的安全与稳定运行。

1 智能变电站的概念和特点

智能变电站在传统的变电站基础之上，实现了智能化与网络化的功能，很多操作不仅能够自动化实现，而且降低了经济成本和施工成本。智能变电站的施工建设实现了通信智能化，通过采集、处理、输出等数字化的信息来使得多项电子设备自动运转，以此建立起了标准的通信模型[1]。另外，智能变电站不仅提高了互感器的饱和度，也在传统变电站的基础之上采用了光缆、智能断路器和光电互感器，从而改进了变电站的电流流向问题和电磁的兼容性。

2 继电保护系统对智能变电站的重要性

智能变电站促进了智能电网的发展，减少了智能电网的建设和运营成本。继电保护是智能变电站的核心，只有采取最适合继电保护系统需求的技术才能不断推动智能变电站的进步。智能变电站在传统的继电保护装置基础之上，对继电保护装置进行改进，扩大了智能变电的数据供应系统[2]。因此，技术人员也需要不断提高自身的专业能力才能满足需要。本身继电保护设备涵盖很多的线路，操作十分复杂，所以技术人员只有具备很强的专业实力，熟练掌握继电设备的工作原理，了解清楚其内部构造才能正确对其进行调试，才能保证继电保护装置正常运转。

3 智能变电站继电保护系统的组成

智能变电站继电保护系统由电子式互感器、交换机、同步时钟、合并单元和智能终端这五部分组成。

3.1 电子式互感器的作用

电子式互感器是继电保护系统的重要组成部分之一，一共包括有源型电子互感器和无源型电子互感器这两种，前者的应用更为广泛。电子式互感器促进了电磁结构的更新和电路的集成化发展，推进智能变电站继电保护系统走向智能化、数字化。

3.2 交换机的作用

智能变电站继电保护系统的核心便是交换机。交换机通过以太网来传输数据信息，一方面保证了信息的安全性，另一方面通过数据的交换，提高了信息传输的效率。

3.3 同步时钟的作用

同步时钟使得智能变电站继电保护系统实现了时间的统一，当系统发生故障时，技术人员可以快速从数据资料中查出故障的相关信息，从而及时对其进行维修或者调控[3]。

3.4 合并单元的作用

合并单元是继电保护系统的重要组成部分之一，与电子式互感器共同完成数据信息的传输任务，简化了智能变电站继电保护系统的接线工作，降低了施工成本，同时较好的完成了数据传输的任务。

3.5 智能终端的作用

智能终端是继电保护系统中一组智能设备的组件，一方面接收系统传来的跳闸指令，便于随时控制断路器；另一方面及时传递断路器的信息，便于技术人员判断断路器的情况。智能终端与传统的维检设备不同，智能终端实现了设备信息传递的及时性与智能化，使得设备的可靠性大大提高。

4 智能变电站继电保护系统的可靠性分析

智能变电站继电保护系统的可靠性要从可靠度和可用度两个方面进行度量。继电保护系统的可靠度是指实现该系统某项功能或者某几项功能的概率函数大小；继电保护系统的可用度则是指该系统出现故障的时候，技术人员对故障设备进行维修后，使得该设备处于正常运行状态的整个过程所呈现出来的规律情况。

智能变电站继电保护系统的可靠性分析常用的方法有模拟法和框图法，比如蒙特卡罗模拟法。然后再加上相关的计算来进行具体的分析。在计算的过程中，一方面需要采用组网来实现信息的收集与传输，另一方面组网是采取以太网的方式来进行相关的操作，并且与对应的接口相结合，将相关的数据进行输送，从而实现智能变电站的数字化[4]。该操作对智能变电站继电保护系统的可靠性计算和分析提供了一定的技术支持。

5 提高智能变电站继电保护系统可靠性的具体措施

5.1 采用数字化的设备来提高继电保护系统的性能

继电保护系统的使用本身就增强了互感器的传输性能，所以在一定程度上减少了故障出现的概率，从而减少了互感器饱和、断线、接地类的问题，使得系统传输的信息更加准确而真实，提高了继电保护系统相关设备的性能。

5.2 保护变压器的配置及相关设备

智能变电站中的每条线路的电压固定而稳定，而变压器就是调节与控制电压恒定的，通过分布式配置来实现对继电装置的差动式保护，通过集中式配置来实现对变压器后备装置的保护。

5.3 对继电保护系统中的电路故障进行继电保护

当智能变电站继电保护系统的电路出现断路或其它故障时，继电保护系统的可靠性就会受到很大的影响。当遇到电流出现问题的时候，通常采用电压限定延时法，保证电压一定的情况下，准确计算出各个线路的电流量[5]。当出现电流的负荷过大时，继电保护系统会自动收到相关的指令，从而做出相关的保护措施以保证继电保护系统的可靠性。

5.4 继电保护系统中的过程层继电保护

继电保护系统中的过程层是用来实现跳闸的功能，所以，在调试系统的过程中要保护线路、母线、变压器等装置，以此降低电网的运转风险。只要保证继电保护的主系统不出现较大的波动，即使电力系统的运行发生了一些改变，主系统的保护定值也不易变化，以此保证电力系统的恒定。但是很多的用电设备都是一次性的，所以，在设计系统的开关时，要将其与硬件分开，以完成对系统的独立保护，只有这样才能够有效的保护电路的母线和输电线。此外，在设置断路器的线路时，可以通过相关数据对继电保护系统的电压进行串联。

5.5 继电保护系统中对间隔层的继电保护

在智能变电站的继电保护系统中，可以通过设置双重化的配置来防止电路出现跳闸的情况。一方面对系统设置后备保护，能够有效减少设备失灵的情况；另一方面也能够对线路与连接端的母线进行保护。因此，对后备保护系统进行设置能够正确判断出电网中的故障，从而有效防止跳闸情况的发生。同时，对继电保护系统中的间隔层进行保护，根据电网的实际情况，对保护技术进行调整也能够实现对变电电压进行集中配置。

6 结语

随着人们生活质量的不断改善，对电力资源的需求也越来越大。在面对巨大的用电需求，电力企业只有保证用电的可靠性与稳定性才是长久发展之道。智能变电网作为智能变电站最重要的装置之一，其继电保护系统的可靠性相当重要。在网络化与数字化的时代下，电力设备与电力技术面临着不断升级的现状，为此，对继电保护系统提出了新的要求。本文介绍了智能变电站的概念与特点，阐述了继电保护系统对智能变电站的重要性，同时介绍了继电保护系统的组成部分，提出了提高智能变电站继电保护系统的可靠性措施，具有一定的参考价值和可实施意义。