智能继电保护系统的可靠性分析

舒玉琴

摘要：近年来，随着电力行业的发展，大量智能化电力设备在我国电力工程中获得了应用。继电保护属于先进的反事故自动装置，能够有效确保供电质量、防止电力事故扩大。正是由于继电保护承担了电网运行工作中的第一道防线责任，因此继电保护的可靠性尤为重要，这也是智能变电站继电保护技术先进性、规范性的重要标准。文章通过对智能变电站继电保护的组成部分、可靠性实施探讨，对智能变电站继电保护设备进行了详细的介绍，同时对加强智能变电站继电保护系统可靠性的有效方法进行了研究，以供后续参考。

关键词：智能继电;继电保护;系统稳定

引言

在电力发展过程中，为了有效适应社会发展每个阶段对于电力的不同需求，电力系统需要通过不断引入新的技术来对自身进行优化升级，例如当前被广泛推广建设的智能变电站。但是智能化对于继电保护仍然具有比较高的要求，因为继电保护系统作为智能变电站整体架构中重要的组成部分，其可靠性的高低将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定以及安全。基于继电保护系统在智能运行过程中的重要性，本文对智能继电保护系统的可靠性进行简单的介绍说明。

1智能继电保护系统可靠性的重要意义

电器元件在单位时间内、特定的环境下完成规定功率，并且不发生任何故障，这就能够代表这个元件的可靠性。电网的智能化建设过程中继電保护是最为关键的节点，继电保护系统的智能化程度以及运行稳定性对于电网的稳定运行产生直接的影响。变电站的智能化实现一般通过两个途径，信息化及网络技术，其中有很多的电子元件及智能设备，并且所有的元件及设备都必须安全、稳定、可靠。变电站运行的客观条件、数据及环境因素发生一定的变化都会影响整个电力系统的运行，继电保护系统会在故障发生的第一时间发挥其隔离的作用，让整个系统规避电压、电流带来的危害，提升整个系统运行的稳定性。所以，继电保护系统稳定性直接关系到整个电力系统的运行，必须着力于提升其可靠性。

2智能继电保护系统的结构

2.1系统结构

分析智能变电站继电保护系统的结构，需要对系统装置的可靠性以及与结构之间的关联性进行掌握，以保障在智能变电站运行中继电保护装置可以被有效控制，进而发挥性能。一般而言，智能变电站继电保护系统是在110kV供电跳闸的前提上展开，其可以通过不同形式，完成对智能变电站供电系统的设计。智能变电站继电保护的控制方法为：（1）直采直跳式，通过光纤将继电保护装置直联一次智能设备，达到直接操控对应电网接线的效果，从而避开外部干扰快速有效切除故障。（2）网采直跳式，通过组网对继电保护装置中的各开关数据进行综合分析判别并直接作用于组网开关，做到继电保护能力的整体提升。（3）直采网跳式，应对智能变电站运行受组网控制的情况，不直接作用于组网开关，按照智能变电站的运行需求进行有序的配合继电。

2.2智能组件

智能组件包含合并单元和智能终端。经过一系列信息化处理，电子式互感器会把收集的模拟量传输给合并单元，各种开关量及设备控制量会被集中到智能终端，统一使用科学合理的排列方式后转换成特定的数据格式，并将其传送至保护装置中。在智能变电站继电保护系统中，智能组件是保护设备与一次设备间的桥梁，由于具有智能组件，可以有效规避一次设备与保护装置之间复杂接线，降低构建智能变电站的成本，确保数据可以在二次设备中实现共享。

一次设备智能化将模拟量信息、电量信息、设备控制转化为数据，节省了一次设备投入的同时，既提高了信息的准确性又为集成组网、设备共享提供了条件。智能化去掉了中间继电器环节，极大地简化了二次接线，增加接线可靠性和提高保护反应速度的同时，使得继电保护向软件化集成化发展，既减少了保护装置数量又为继电保护多样性配合提供了更好的平台。

2.3光纤交换机

智能变电站全面采用了光纤通信的方式，光纤通信极大提高了传输数据的速率、容量、距离和准确性，抗干扰能力高，从而提升了保护装置的反应速度，使得继电保护更加灵敏更加可靠。假设继电保护装置是大树的根部，则交换机就是大树的躯干，在智能变电站继电保护系统中，光纤交换机是极为重要的组成部分。在实现数据传输时，我们可以通过光纤交换机对变电站继电保护系统的数据帧进行快速交换，以此来达到高速有效通信的目的。

3智能继电保护系统结构的可靠性分析

3.1改用双A/D系统加入合并单元

合并单元是整个系统中比较重要的一个环节，主要的任务是采集相关信息。它的实际应用情况对于整个系统造成的影响远大于别的元件。在相关的智能化进程中，一个合并单元MU以及电子式互感器就能够完成所有信息的收集过程，为了增强这些收集信息的可靠程度，所有的采样合并单元都应该加入两个A/D系统，这样单个合并单元就能够产生两个采样值，让合并单元拥有更为稳定、准确的采样值，不会发生采样信息的错误，也就规避了因此产生的保护失败问题，很大程度上提升继保系统的可靠程度。

3.2增强过程层继电保护可靠性

继电保护系统中相关的过程层继电保护主要是指对系统变压器设备以及母线进行最大限度保护，从而有效确保电网系统的正常运行。在过程层继电保护系统的支持下，可以保证电网对于可能出现的电力波动做到快速响应，在最短的时间内将非正常波动规律的电力波动恢复到正常稳定的可控范围内。由于在对系统变压器设备和母线进行保护时，需要保证相关硬件和对应开关控制的相对独立，在对过程层继电保护可靠性进行有效增强的过程中，通常会采用多段线路保护方式。该方式下的增强过程，可以保证实时记录数据的准确性，由此便可以增强过程层继电保护的可靠性。

3.3完善自动报警功能

变电站运行过程中，如果系统内部出现故障，就会自动发出警报，智能变电站的继电保护装置就能做出反应，通过识别智能变电站中相关电力数据和整理信息以及保存之后，再识别故障发生位置;系统的分析模块会利用系统故障前后的运行数据，完成对故障的初步诊断工作，之后智能变电站内部的继电保护会跳闸以保护整个系统[4]。报警装置的运行速度和自动化水平有关，智能变电站建设中应该完善自动报警功能，保证系统稳定性和可靠性。必须加强对自动报警系统诊断和自动识别功能上的研发，提升对智能变电站故障问题的发现速度和诊断的准确性，保护智能变电站的同时也保护电力系统，避免电力系统受到故障问题的干扰，充分保证智能变电站运行的稳定。

3.4过流电压限定保护

智能变电站运行中会受到外界因素的干扰而出现电流过载的问题，容易引发线路或变电站相关一次设备出现过电流，也即电流过负荷，从而导致故障发生时继电保护误动或者拒动，影响系统稳定性和可靠性等一系列问题。因此，可以在智能变电站中设计电压限定延时，以实现每个间隔终端电流的准确测量，一旦发现负荷问题，及时对系统进行调整，实现对系统的过流电压限定保护。

结语

随着智能变电站技术的快速发展，不仅对可靠性的要求很高，而且对敏感性的要求也很高。通过现代化的技术不断优化，以智能变电站作为电网建设的核心，在组织过程中对构建系统进行相应的管理，可以改善整体的稳定性，提高智能变电站的总体技术水平。电力是经济建设的主要支撑点，在社会发展中起着重要作用，电网已经成为首要防御体系。现如今的智能变电站发展极为迅速，智能化继电保护技术包含了信息网络和智能操作的新内容，并在安全管理中达到了电网可靠性的新水平。与传统的中间继电器保护相比，智能化继电保护系统具有更高的设备协作能力，设备信息交换更简单、更快捷，可以节省大量的人力和物质资源，因此具有明显的优势。

参考文献：

[1]熊保金，薛晓东.智能变电站继电保护可靠性分析.电气技术与经济，2020（5）：27-29.

[2]王佳楠.智能变电站继电保护系统可靠性.电子技术与软件工程，2020（6）：219-22.

[3]熊迪.智能变电站继电保护系统可靠性分析.通信电源技术，2019，36（6）：138-139.

[4]顾海峰.提高继电保护运行可靠性的方法及措施分析.科技创新导报，2019（36）：84+86.