蔡曉波

摘要：現(xiàn)代社會越來越進步，人們的工作和生活越來越離不開電力的支持。所以對電力的發(fā)展和保護問題尤為突出。智能變電站的出現(xiàn)對我國電力事業(yè)的發(fā)展和社會文明做出了很大貢獻，保障了人們生活用電的安全和穩(wěn)定。其中的繼電保護裝置更是整個電力系統(tǒng)安全運行的關鍵部分。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置及時作出反應，對電力系統(tǒng)作出跳閘等保護行為。通過及時作出反應，能夠有效降低損失。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;系統(tǒng)可靠性

由于電力系統(tǒng)建設的不斷完善，供電網(wǎng)絡的規(guī)模和電壓等級不斷提高，所以對電力系統(tǒng)的安全性、可靠性提出了更高要求。電力行業(yè)為人們提供高質量、安全和經(jīng)濟的電能是當前首要解決的問題，智能電網(wǎng)建設是國家提出的戰(zhàn)略布局，智能變電站是把通信網(wǎng)絡技術和控制技術進行結合的產(chǎn)物，二次系統(tǒng)在信息傳輸模式上產(chǎn)生了很大的轉變，實現(xiàn)了對變電站運行信息進行采集、測量、保護及控制等功能，可以與電網(wǎng)自動化進行結合，為實現(xiàn)在線分析決策和智能調整提供依據(jù)。

1智能化變電站繼電保護系統(tǒng)構成

1.1電子式互感器

傳統(tǒng)變電站互感器裝置采用電磁結構方式，隨著光電子技術的發(fā)展進步，數(shù)字化電氣測量裝置不斷應用到變電站。電子互感器替代了電磁互感器，該互感器會根據(jù)是否應用傳感頭來決定電源，可分為有源和無源兩個種類，可以克服傳統(tǒng)互感器在使用過程中存在的問題，沒有磁飽和現(xiàn)象，從而提高對故障測量的準確程度，使保護裝置可以準確地動作，可以保護電力系統(tǒng)的安全運行。光纜取代了原來的電纜，絕緣方式比較簡單。此外，電子互感器占用的體積較小，重量較輕，可以輸出數(shù)字信號，使電站的二次系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制，為實現(xiàn)變電站的智能化創(chuàng)造條件，滿足了電氣計量和智能化發(fā)展的要求。不需要采用油質進行絕緣，提高了使用的安全性，避免出現(xiàn)火災和爆炸事故。

1.2合并單元

合并單元的主要作用是把電子互感器傳輸過來的數(shù)據(jù)信息進行組合，采用一致的時間標簽和指定的數(shù)據(jù)傳輸格式把采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到保護控制裝置，是過程層級數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾骷?。合并單元與電子互感器可以實現(xiàn)很好的配合，是過程層關鍵的電氣元件，也是智能變電站重要的環(huán)節(jié)，并防止互感器和繼電保護裝置相互間產(chǎn)生復雜的接線，進一步減少了建設成本，可以實現(xiàn)二次設備的數(shù)據(jù)共享。

1.3交換機

智能變電站應用交換機建立網(wǎng)絡平臺來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息交換，取代了傳統(tǒng)變電站利用電纜進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健＝粨Q機是通信網(wǎng)絡中重要的設備。網(wǎng)絡交換技術是數(shù)據(jù)鏈路層級的信息技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息幀的轉發(fā)。傳輸數(shù)據(jù)信息時，交換機可以形成可靠的數(shù)據(jù)渠道，控制網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的流量，從而保證數(shù)據(jù)幀可以實現(xiàn)快速交互，并通過交換地址表使信息在局域網(wǎng)中實現(xiàn)傳輸。生成樹協(xié)議的應用，有效解決了交換機不形成環(huán)路的問題，防止出現(xiàn)廣播風暴，使交換機相互間產(chǎn)生冗余鏈路，有效提升了智能電站穩(wěn)定性和安全性。

1.4智能終端

電子式互感器技術的成熟和應用，再結合計算機控制技術，可以實現(xiàn)對變電站斷路器運行溫度、機構動作情況等的監(jiān)測;通過對運行數(shù)據(jù)的采集和處理，可以準確地識別出斷路的運行狀態(tài);科學安排檢修時間，可以做到設備的狀態(tài)檢修，取代了原有的定期檢查和預防性試驗。智能終端是變電站一次設備的智能控制組件，可以接收和處理繼電保護裝置傳輸?shù)奶祥l控制命令，采用斷路器裝置進行開斷。斷路器裝置上的運行信息可以輸送到監(jiān)測裝置或站控層，工程技術人員采用遠程方式了解斷路器的實時狀態(tài)。

2智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析

實現(xiàn)對繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析是對繼電保護最基本的要求，要求繼電保護不發(fā)生誤動、不拒動。建立分析模型作為當前對智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析的必要環(huán)節(jié)，主要包括模擬法、解析法兩種。所謂繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析，更加側重對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行關鍵指標的分析，通過加強對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的智能元件、整體系統(tǒng)進行分析，進而提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性。要分析繼電保護系統(tǒng)的可靠性，既要對整個電力系統(tǒng)的可靠性進行有效評估，又要加強各元件本身的可靠性監(jiān)控。其中電力系統(tǒng)的可靠性分析包含對可修復系統(tǒng)以及不可修復系統(tǒng)的綜合分析，對電力系統(tǒng)的可靠性分析更多的是采用控制的方式進行，以更好地在控制需求的前提下進行必要的繼電轉化。當前通過控制對智能變電站的繼電保護系統(tǒng)可靠性分析的主要包括直采直跳、網(wǎng)采直跳、直采網(wǎng)跳三中形式，實現(xiàn)繼電保護裝置的安全提升。由于智能變電站的智能電子元件數(shù)量較多，因而在繼電保護系統(tǒng)中，對電子元件的可靠性分析也顯得尤為重要。伴隨電子式互感器、智能終端等智能電子設備的使用和引進，導致電力系統(tǒng)的過程層設備更加復雜，對繼電保護的可靠性產(chǎn)生的影響也越來越大。通過加強對電子式互感器、合并單元、交換機、智能終端以及同步時鐘源等電子元件的日常監(jiān)測和維護，進一步提升繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

3智能電站繼電保護系統(tǒng)可靠性策略

智能變電站母線保護是斷電保護系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，母線裝置的可靠性會對智能變電站的正常運行帶來影響。為提高智能變電站保護系統(tǒng)的可靠性，需要使保護系統(tǒng)具備合理的冗余結構。

3.1變壓器繼電保護配置

電力系統(tǒng)供電電壓是設定好的，如果運行電壓值出現(xiàn)波動，會使配電系統(tǒng)正常運行受到影響。智能變電站控制運行電壓時，需要采用主變壓器來完成。變壓器是變電站重要的電力設施，電壓的控制采用分布配置的辦法來實現(xiàn)，從而起到對變壓器的保護，可以采用差動斷電保護的措施。保護變壓器時，可以采用集中配置的辦法，保證繼電保護安裝可以獨立完成，實現(xiàn)對非電量的繼電保護功能。斷路器和電纜連接完成后，可以把繼電保護的性能充分發(fā)揮，變壓器的可靠性得以顯著提升。

3.2可視化技術的運用

為提高智能變電站繼電保護可靠性，需要對故障實現(xiàn)有效處理。雖然信息技術得到了巨大進步，但是很多繼電保護裝置的運行故障監(jiān)測和處理還采用表格和數(shù)據(jù)方式。智能變電站引入可視化技術對繼電保護裝置進行監(jiān)控是十分必要的，可以實時對繼電保護裝置運行情況，實現(xiàn)故障預警和運行數(shù)據(jù)采集。智能變電站運行時可能由于數(shù)據(jù)信息傳輸問題而引發(fā)故障，所以需要對通信系統(tǒng)錯誤信息進行全面、系統(tǒng)地排查，以保護繼電保護裝置。繼電保護裝置動作時，生成的中間節(jié)點文件和故障波形相符。繼電保護裝置產(chǎn)生運行故障時，需要對中間節(jié)點文件形成的數(shù)據(jù)信息進行準確采集，以全面分析故障，從而確定故障原因。為工程技術人員提供準確的排查記錄信息，針對故障情況制定切實可行解決措施。

四、結語

綜上所述，隨著近年來我國電網(wǎng)建設事業(yè)的快速發(fā)展，在信息技術深入發(fā)展的今天，智能變電站已成為我國電網(wǎng)建設的重要組成部分。為了進一步保障我國智能變電站的安全正常運行，加強繼電保護系統(tǒng)的可靠性成為當前建設的重要內容。通過對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行分析，從硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)中，采取有效措施增強該系統(tǒng)日常運行的穩(wěn)定性，進而為我國電力事業(yè)的發(fā)展提供安全保障。

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