智能变电站继电保护系统可靠性分析

袁宇旸

（扬州供电公司，江苏 扬州 225000）

引言

为了满足人们对电能的数量和电能供给质量的需求，供电企业在进行电力扩容增量的同时还不断地引入计算机技术和自动化技术，以提升电能供给的质量。智能化变电站的建设已经成为了现阶段电力企业变电站的发展方向，智能化变电站主要是采用终端的电子传感器进行店里信号的采集，通过信息传输，一般采用的是光纤传输，将采集到的信息传输到智能变电站的网络信息平台，将数据信号处理后显示出来。在智能变电站的运行过程中继电保护系统是智能变电站的保护装置，为了保证智能变电站能够在安全、稳定的情况下运行，需要对智能变电站的继电保护系统进行维护和运检，保证其能够高效、高质的发挥作用。

1 智能变电站系统结构

智能变电站从其组成结构来说是将其分为三层，分别为终端层、间隔层以及站控层，各层分工不同，共同组成了智能变电站。终端层是指智能变电站采用的电压、电流、温度等相关的传感器对电网系统的电力参数进行信号的采集，以此实现对电网系统运行状态的实时监控。间隔层是指智能变电站采用的间隔保护、监测以及其他的自动化装置，通过对来自终端层的信息进行收集，收集完成后对所有的数据信息进行汇总和分析，并发出相关的操作指令，实现对电力设备的控制和调整。站控层是主要有主机、通信分析等，通过将所有的信号进行汇总将其传递到调度室或者是主控室，在站内能够实现对整个智能变电站系统进行有效的监控，并且还具备有人为的远程调控功能。智能变电站的系统结构图如图1所示。

图1 智能变电站系统组成

2 智能变电站继电保护系统的组成

2.1 交换机

交换机是实现网络信息通讯的关键设备，是实现信息交互的基础。传统网络信息传递采用的是以电缆接线为中心而建的网络系统，但是其在现代化的智能结构中已经远远不能够满足现在的需求，因此需要建设以交换机为中心的网路系统，并不断地加强对交换机的维护和网络的构建，利用局域网实现对整个网络的连接，保证其能长效稳定的发挥作用。

2.2 合并单位

合并单位主要是利用电子互感设备将采集到的电压和电流的信号进行合并，通过信息传递将互感信息传递至总站。一般情况下合并单位的形式有间隔合并单位和母线合并单位两种，这两种处理方式都能够较大地提高信号采集、处理以及传递的效率，并且能够采集到的数据实现共享。合并过程再结合特殊的数据格式，实现了对采集数据信息的保护。

2.3 电子互感设备

电子互感设备是继电保护系统中的重要装置，其一般连接着传输系统以及二次转换设备之间连接多个的电流和电压传感器，实现对电流、电压信号的采集，将采集到的数据传递给继电保护装置。一般情况下分为有源型和无源型两种形式，主要是依据其能否向传感器提供电源作为分类依据。有源型由于体积小，安装方便因此在实际应用中的使用范围较广。

2.4 智能终端

智能终端是由两部分组成，其中一部分是硬件部分，另一部分是软件部分。这两大部分共同发挥作用对电网系统中的开关量和数据信息进行收集，同时实现对断路器的控制。传统断路器的维护主要是依靠供电企业的工作人员定时定期地对断路器的状态进行监测，同时依靠人员的检修的方式进行预防性的检修。智能终端则是利用再断路器内部设置相应的传感器，对断路器的内部运行状态参数进行监控，通过将收集到的信息进行采集和分析，来实现对断路器状态的判断。并且利用智能终端能够实现远程操作装置，实现保护装置的合闸和断开的指令。

3 智能保护的运行特点

3.1 信息输送

智能变电站的建立主要就是依据通过终端对电力信息进行采集，利用收集到的信息将整个变电站的电力设备的运行状态进行监控，并通过数据的分析统计和共享实现对系统的运行稳定性的提升。

3.2 数据收集

智能变电站数据的收集主要依靠的是各种传感器的信息采集，通过将物理信号转换为能够进行传输的数据信号，在完成信号的采集后，通过将数据信息传递到总站，实现信号的统一、处理和分析，达到智能信息保护的作用，从而提升整个系统的稳定性和安全性。

4 提高智能变电站可靠性的方法

4.1 继电保护可靠性评价

智能变电站继电保护系统可靠性的评价主要是对三各指标的评价，分别是可靠性、实用性以及平均失效时间。可靠性是指系统在运行在相关要求时间内，整个系统能达到的可靠程度。实用性是指当有故障现象产生式，整个系统是否再要求的时间内进行自我恢复。平均失效时间是指从故障发升正常运行后到下次故障发生的时间间隔。这三大指标可以很好地对继电保护系统的可靠性进行综合评价。

4.2 具体应对办法

4.2.1 继电保护结构形式

继电保护的结构形式一般分为直采直跳、网采直跳、网采网跳以及直采网跳。直采直跳主要是针对单间隔的设置，通过在系统内使用点对点的光纤，来实现对电力设备的信号采集，实现对断路器的控制。但是由于点对点的方式其中涉及到的光纤特别多，因此有着一定的弊端。网采直跳适用于内部的数据的传递，利用交换机实现链接，再将其进行传输到相对应的装置中。网采网跳采用是组网的形式，有着很好的实用性和扩展性。直采网跳还是采用点对点的方式，有着很好的准确性，但是扩展性较差。

4.2.2 提升可靠性措施

提升系统的可开性研究主要是从系统的冗余设计、线路保护以及变压器保护等方面来说的。系统的冗余设计第一是利用交换机来实现对所有信息的手机，达到对电力设备的实时监控的作用，对变电站状态进行监测。另一方面是结合系统的结构进行科学的利用，结合变电站的实际状态进行科学、合理的优化。线路在电力系统中能够对不同建个的电压进行间隔有效地控制，能够在一定程度上保证了线路的安全和稳定性，再加设安全保护装置，结合实际情况能够有效地提升系统的可靠性。

5 结语

智能变电站是现代变电站的建设和发展方向，作为电网系统中的重要组成部分，继电保护系统的稳定性受到多方面因素的影响，通过结合实际智能变电站的结构和继电保护装置的组成部分进行分析，采用提高可靠性的措施来实现继电保护系统的安全性、稳定性和可靠性，从而促进电力事业的不断发展。