智能变电站继电保护系统可靠性分析邱旭华

智能变电站继电保护系统可靠性分析邱旭华

邱旭华

（国网河南电力公司洛阳供电公司河南洛阳471000）

摘要：智能变电站继电保护系统无论是在构造还是内涵上都大有不同，在智能变电站继电保护系统中，取缔传统的电缆由光纤替代，将由继电保护系统构造及元件对继电保护系统进行有效评估。因为这一因素对电网的稳定运行有着重要影响，所以要对智能变电站的系统进行可靠分析，这将关系这整个智能电网的建设，进而确保继电智能变电站系统可以稳定运行。

关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性

1智能变电站继电保护系统的结构

通常完整的智能化继电保护系统功能主要包含八大功能模块：互感器、智能终端、合并单元、保护单元、传输介质、断路器、交换机同步时钟源。诸多元件将每个互感器收集回的数据统一传递给交换机，并同时接受电路跳合闸和封闭信息的动作。交换机的功能是代替传统的二次电缆，为二次设备和单元的传递建立平台，进而帮助实现系统间的信息共享，因此使智能变电站具有通信网络化及信息数字化相结合的特点。因为该继电保护系统与传统的变电站有多不同，在此系统中智能终端扮演的角色是短路器的智能功能体验者，进而将断路器的开关位置转传给保护单元，因此要想实现继电保护系统可以准确判断故障发生的时间，就需要进一步对全站设备进行统一对时并且安置相同的时钟源。因为该系统一般采用光纤作为接口，是连接部分通信物质的重要环节，并且可以对接口发生的故障与通信故障可以统一进行处理，因此在继电保护系统中通信介质和接口是必不可少的，是确保系统设备可以正常运行的关键。

2智能变电站继电保护可靠性原理

可靠性表示元件系统在一定环境、时间内完成的规定功率。在实际运行中，可以利用下列指标衡量智能变电站机电保护可靠度。第一，可靠度。可靠度表示元件与系统在规定时间内，可以在有限时间完成的功率概率，目前已经成为考核系统可靠性的重要指标。第二，平均失效时间。平均失效时间表示，在系统规定条件下，安定运行到下一次故障的平均时间。第三，可用性。可用性表示系统或其他设备，可以在规定时间内完成所制定功能的操作，简而言之，可用性主要表示系统进行修复所耗费的时间，表示系统具有的较高可靠性。通过以上3项指标，可以掌握继电保护系统可靠性，进而有针对性地制定出防范措施。

3提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施

3.1加强过程操作中的继电保护

过程操作中的继电保护主要表示快速跳闸功能的实现，可以及时完善变电站母线、输电线路以及变压器等的保护，降低了运行中所产生的风险，加强了电力调度系统保护。同时还要简化系统保护设备与系统保护装置。简而言之，当主保护定值波动较小时，即使电力系统再发生变化，继电保护也不会变化，体现了继电保护系统的稳定性。但是很多智能变电站中的一次设备较多，所以进行继电设计时，必须将软硬件分开设置，并加强独立保护。从相同的输电线路来看，进行独立采样时，可以利用不同开关电流来实现，及时掌握系统电流综合运行情况。在继电保护实际工作中，利用多端线路掌握智能变电站及对母线保护，并将站内保护装置设置为同步采样，结合变电站要求进行调整，保证采集数据的可靠性。

3.2增加系统冗余性

为了保证智能变电站继电保护系统的安全，必须提高系统冗余性。实际操作时，可以从以下两方面做起：第一，以太网中的数据链路层技术帮助并支持变电站自动化想，可以利用多种模式实现共同目标。第二，从网络构架需求分析。网络构架一般由3个网络组成，主要目的是提高变电站继电系统保护可靠性。（1）总线结构。总线结构可利用交换机进行数据信息传送，减少了接线，但是由于冗余度较差，在实际使用中，必须经过长时间操作才能实现目的。（2）环形结构。环形结构与总线结构较类似，环路上任意一处均可提供不同冗余，将其与以太网联合起来，可以形成管理交换机，具备了生成树协议，此种操作还可以给机电系统运行提供物物理中断冗余，可以将网络重构控制在一定操作范围内，收敛时间较长，一般难以完成相关任务，影响了系统重构。（3）星型结构。星型结构的主要特点就是等待时间较短暂，可以应用于导频高要求的场合，没有冗余，但是将其应用到交换机运行中会影响信息传送，可靠性较低。所以给变电站选择继电保护系统网络构架时，必须结合实际情况进行分析，在详细了解各自情况后，选择合适的网络架构，提高继电系统可靠性。

3.3过流电限定保护

导致出现外部断路，使电流发生超负荷现象主要是因为智能变电站在运行过程中时常遭到电流过载等一系列因素，能使外部发生故障导致跳闸的原因是，这种超负荷电流与其他电流大小存在较大差距。因此要在配置中利用过流电限定的方式，使变流电可以对产生的电流准确测量，如果一旦出现超负荷电流现象，可以及时向智能终端发出警报并由智能系统对其积极实施保护，进而有效提升继电保护系统可靠性。

3.4做好间隔层继电保护

为了提高间隔层继电保护质量，提继电保护系统的可靠性，就必须将双重化系统灵活应用到变电站继电保护中，实现后备装置的集中配置。后备保护系统的主要特点是保护开关失灵并保护后备设备，而且还可以加强相邻连接线路及对端母线的保护，然后可以用后备电流技术精确地诊断电网运行问题和故障，及时解决跳闸问题，并针对性地提出解决措施。除此之外，还可以实现全站全部电压的等级集中配置，可以进行技术调整，安全满足电网运行功能的要求。

4结论

智能变电站是智能电网建设的核心环节，基于以上背景和思考，有必要开展对智能变电站新技术条件下继电保护的新原理、组织模式、架构体系的研究，解决智能变电站技术发展、实施及推广过程中关键性技术，满足电网安全稳定运行对于继电保护的要求，确保继电保护技术发展方向的正确性、科学性以及前瞻性。

参考文献：

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