智能变电站继电保护可靠性探究宫彦君

智能变电站继电保护可靠性探究宫彦君

宫彦君

山西省电力公司忻州供电公司保护所山西忻州034000

摘要：就变电站系统而言，继电保护工作对于变电站的整体运行都会造成直接的影响。现今社会，人们生产生活对于电能的需求量在不断的增加，这就要求电力系统需要做好变电站继电保护技术的改进与创新，再配合上数字网络科技，建立智能化变电站，这样就能够满足人们的需求，同时，电力行业还需要将变电站的继电保护放置在首要位置，这样就能够将变电站的全智能化建设进一步加快，推动智能化变电站的可持续发展。

关键词：智能变电站；继电保护；可靠性探究

引言

通过网络技术，智能变电站就能够做到电力信息合理的采集与处理，将原本变电站一体化的运行模式改变，利用一次设备和二次设备的协调运行，就能够提高系统的运行效率，降低电力系统运行成本。在运用智能变电站继电保护装置的时候，还需要对继电保护的可靠性与实时性加以分析，这样才能满足电能质量的提高，确保变电站运行的稳定性。

1智能变电站继电保护要点

1.1可靠性

在智能变电站继电保护应用实际中，应充分考虑保护机制的要求，针对实际情况加强分析系统应用形式，满足系统设计整体化要求。在选择可靠性参数时，因智能变电站使用情况复杂，环境不同时会选择不同的参数。在检修一次设备或二次设备原件时则要及时处理原件出现的故障，部分故障可通过使用新型智能电子设备加以解决。鉴于概率评估系统对继电保护可靠性的要求，需分析各类指标，避免因系统状态设计合理性不足而引发故障。处理原件应及时，针对EM、SW、Wire原件所处系统展开分析，及时有效处理故障。在智能变电站继电保护系统应用中还经常面临丢失信息的问题，此时可把原件失效模式分成误动与拒动两种情况，之后再科学评估失效概率。记录原件时还必须充分考虑各个原件的关系，当只有两个原件均发生拒动时才能发挥出关联环节的作用，保证智能变电站继电保护的可靠性。

1.2实时性

在电力系统中，智能变电站继电保护面临很高的实时性要求，但因数字式互感器在针对数字开展采样工作时势必会受到交换机交换、延长接收器接收时间、合并器发生链路传播等情况的影响，引发一定的时间误差，严重影响数据传输[2]。在这之中，交换机转发和合并器排队是造成数字互感器存在时间误差最主要的一个原因，要求电力系统操作人员在采样时要执行科学可行的方案，先计算可能出现的误差，再进行采样，并有机结合采样结果与计算结果，尽可能弱化延时与误差对采样结果造成的影响，提高智能变电站继电保护实时性。

1.3同步性

传统变电站所用互感器设备不存在时间同步问题，因而电力系统在这一方面的保护还有缺失，但智能变电站采取数字化方式采集信息，所以配电保护应保持和时间同步连接。保证智能变电站继电保护可靠性与同步性的方法主要有：一个是实行线路差动保护和同期检测，因为这两个装置需采集的信号相位与幅值源自不同的两个变电站，不但涉及线路本侧数据，还涉及对侧数据，因而务必要确保整个电力系统都能同步正确执行保护动作；另一个是实行过流过压保护，

因为过流过压保护非常简单，无需保持时间完全同步，操作人员只需将正确幅值输入智能变电站继电保护系统。

2智能变电站继电保护结构

2.1构架

随着变电站的不断发展，传统变电站无法满足时代的需求，在这一背景下，智能变电站逐渐兴起。相比传统变电站，智能变电站的核心在于过程网络，通过IEC61850通信标准。按照功能来划分，包含了站控层、过程层和间隔层。并且在间隔层与过程层之间、站控层与间隔层之间以及过程层和站控层之间，都会有站控层与过程层网络的形成。在这三个部分之间，站控层本身的作用在于整定值召唤的传输，同时也可以进行修改和录波文件的传送。过程层主要是采样值的传输，同时也负责开关状态量、传输跳闸以及闭锁信号。其过程层需要足够的可靠性和定时性，这会直接影响到智能变电站的各项功能的运行[1]。

2.2数据帧传输

传统变电站之中，继电保护装置包含了命令信号通道以及采样，想要满足保护效果的稳定性，就需要借助通道固定延时以及装置处理速率来形成传输延时。相比传统变电站，目前智能变电站的继电保护装置对于采样值的传输都是通过以太网数据帧的形式进行的，同时也能够获取开关状态量，下达跳闸值指令。在这一过程中，交换机和光纤是主要的介质，其通信过程主要是利用过程层网络来实现。所以，就智能变电站而言，我们不能忽视工程层网络的重要性，同时也能表明工程层对于智能变电站的作用。

2.3IEC61850标准体系

智能变电站在继电保护网络和通时设计中，还需要考虑到IEC61850原则。在智能变电站继电保护系统架构设计中，一般会遇到某一个实体设备包含诸多逻辑设备的问题，这就要借助基本的单元做好采样值处理、跳闸回路以及保护算法等多个节点的划分。通信协议，主要是按照通信服务的性能需求以及服务的类型，将特定的通信协议映射出来，就如SV/GOOSE通信，需要保证网络层和传输层的协议映射为空，才能满足实时性需求。

3提高可靠性的措施

3.1变压器保护

只有在限定的电压下，变电站的整体运行才能有序且正常地进行。在过高或者过低的电压下，变电站的运行都会被影响。变电器系统是作为调整整个电力系统的电压变动而存在的，所以变压器的稳定性决定了继电保护系统的整体稳定性。为了保证变压器的稳定性，需要通过一定的压力分配体系来分散变压器的压力，确保它不会因为承受过大的压力而影响变电站的运行。智能化变电站主要通过分布式配置的配电保护结构来达到分散压力的作用。

3.2电流终端的控制

短路会对整体电路运行设备造成极大的影响，不仅会造成跳闸，严重时候会烧坏相应设备。而短路主要是由于途经该线路的电流过大而造成的。在变电站的运行过程中，需要极力地控制线路电流，不能出现电流过大的情况。而智能变电站使用的变电压限定延时方式，可以对电路终端的电流量进行精准并且有效的测量。同时在保护系统中设置了保护措施，只要终端电流出现大幅度变动，相应的信息会得到最快地反馈。当电流荷载过大时，保护系统会启动报警方案，提醒运行过程中的危险性，相应的危险提示能在第一时间被处理，也就减少了短路的可能性，保证了继电保护系统的可靠性。

3.3整体线路的线路保护

线路系统是除去子单元设备外，整体继电保护系统的主要组成部分，因此，对线路的保护极大地影响了继电保护系统的稳定性。纵联差动保护方式是在智能化变电站继电保护系统中，对线路的主要保护方式，通过这种保护方式极大地提升了保护系统的稳定性。后备式和集中式是纵联差动保护方式的主要措施，这2种方式在合理配置的前提条件下都能够很好地发挥继电保护系统的稳定性。线路是连接各个间隔单元的主要桥梁，保护线路不仅是对线路本身的保护，同时也是对整个保护体系的运行进行检测，所以线路系统稳定性对整体保护系统的稳定性有着决定性的影响力。

结束语

人们的生活及工作环境对电力的依赖性已经到了无可替代的程度。任何供电变动都会对居民的生活以及商业发展造成极大的影响。所以在现阶段，加强变电站继电保护系统的稳定性，正常有序地运行整个电网对国家而言有着重大的意义。因此，在变电站继电保护系统的研究上，应加大对其可靠性的研究，确保整个保护系统的稳定运行，从而推动我国电力发展及社会的稳定。

参考文献：

[1]王加辉.关于智能变电站继电保护可靠性提高的措施分析[J].科技视界，2017（31）：125+93.

[2]姬超.智能变电站继电保护系统的可靠性分析[J].江西建材，2017（20）：205-206.

[3]赵璐，王沁，纪元，高博，高亮.智能变电站继电保护通信系统的可靠性与实时性[J].上海电力学院学报，2017，33（03）：244-250.

[4]邝湘吉.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].中国高新技术企业，2017（10）：206-207.

[5]黄雅宣.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].通讯世界，2017（08）：177-178.