智能变电站继电保护系统可靠性分析

薛磊

摘 要：变电站继电保护系统的可靠运行，对整个电网而言都具备着十分重要的意义与作用，也正因如此，做好智能变电站的继电保护工作俨然已经成为确保电力系统安全、可靠供电的重要前提条件。该文笔者即从智能变电站继电保护系统结构入手，并就如何提高智能变电站继电保护系统的可靠性进行粗浅的探讨。

关键词：智能变电站 继电保护 可靠性

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0037-02

随着电力系统的快速发展，对继电保护也提出了更高的要求，这是因为继电保护系统的可靠性对整个智能变电站的安全稳定运行有着直接的影响。所以，加强对继电保护系统可靠性的研究则十分必要。该文笔者对智能变电站继电保护系统进行粗浅的探讨与分析，提出提高智能变电站继电保护系统可靠性的具体对策，以期通过该文笔者的粗浅阐述为广大同行在今后的电力工作中提供有益的借鉴。

1 智能变电站继电保护系统的结构及其原理

1.1 智能变电站继电保护系统的结构

通过分析，可以看到，在智能变电站中继电保护系统结构主要分为以下四种模式：第一，“直采直跳”模式。“直采直跳”模式下主要包含线路、母线和主变保护系统三种结构，其中保护设备采样和跳闸通过光纤直连实现，仅示意与保护功能相关的光纤链路和部分支路；第二，“网采直跳”模式。分为SV和GOOSE独网模式以及SV和GOOSE共網模式，两种；第三，“直采网跳”模式，在该模式下主要是通过GOOSE网络实现保护设备采样、跳闸；第四，“网采网跳”模式。主要通过网络思想保护系统的采样、跳闸，并按SV和GOOSE是否共网两种模式进行考虑。

1.2 智能变电站继电保护可靠性原理分析

所谓的可靠性，就是指元件系统能过在一定的环境范围、时间范围内，无故障的完成规定功率。在实际运行中，主要通过以下3个指标，对智能变电站继电保护可靠性进行衡量：第一，可靠度。主要是指系统及元件在规定条件之内，在有限时间之内，实现规定功率的概率，是考察一个系统可靠性的重要指标之一；第二，可用性。主要是指系统或者其他设备在较长时间之内，能够完成所规定功能的能力，简而言之，就是其系统修复能力，如果系统在出现故障时，能够快速自动修复，是具备较高可靠性的；第三，平均失效时间。是指系统在规定的条件下稳定运行到下一次发生故障的平均时间。而通过对上述三个指标则可以清楚的对智能变电站继电保护系统的可靠性进行正确的反映，从而采取有效的防护措施。

2 提高智能变电站继电保护系统可靠性的具体对策

2.1 做好过程层中的继电保护

在这个阶段，应该实现迅速跳闸这一系统功能，且对变电站中的母线、变压器、输电线路等电器设备进行全方位的保护，从而将电力系统的实际运行风险降至最低，给予电力调度系统必要的保护。而在保护功能的把握上应该尽可能的简化系统保护设备与系统保护装置。通常而言，当主保护定值中存在较小的波动性时，电力系统在具体运行过程中发生相应变化之后，继电保护不会发生改变，这正是继电保护系统稳定性的重要体现。但由于在智能变电站中往往存在着大量的一次设备，所以在继电保护上，其在开关的设计上也必须要与硬件进行区分，给予相对独立的保护，从而实现对变电站母线、输电线路的保护。就相同的输电线路而言，针对独立采样，可以利用不同的开关电流给予实现，并在调整的过程中用主保护的通信口予以实现，进而对系统电流进行综合把握。在实际继电保护工作中，可以用一个多端的线路保护对智能变电站中的变压器保护以及母线保护进行定义，在对站内保护装置进行同步采样，在采样时，在变电站主站采样的基础上，实施调整，对采样数据的适用性和可靠性上予以保证。

2.2 做好间隔层中的继电保护

要想做好间隔层中的继电保护，确保继电保护系统的可靠性，就必须将双重化装置应用到变电站继电保护系统之中，对后备保护进行集中配置。后备保护系统能够为变电站提供后备设备的保护以及开关失灵保护，同时，还能够对相邻范围内的相连线路以及对端母线进行保护，从而在后备电流基础上，对电网运行的问题以及故障进行准确的诊断，对跳闸问题提出有效的解决对策。此外，还可以在全站的全部电压中将等级集中配置，在技术上进行调整，在电网运行的具体情况功能予以适应。并且，可以在电网运行具体情况的基础上，将几套运行方案事先设定出来，进而有效的分析站内的电网系统，将最佳的运行方案选择出来，对智能变电站的继电保护功能予以实现。

2.3 增加系统的冗余性

通过分析，可以清楚的看到，进一步增加系统的冗余性，对确保继电保护系统的安全、可靠运行有着至关重要的影响。所以，要想确保继电保护系统的可靠性就必须进一步增加系统的冗余性，具体可从以下两个方面入手：第一，以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助，通过利用多种模式，能够实现不同的目标；另一方面，网络架构需求，网络架构需求是由三个基础网络构成的，实现提高变电站继 电保护系统可靠性目的。总线结构通过交换机实现数据信息传送任务，能够有效减少接线，但是，相比较而言，其冗余度较差，在使用过程中，需要延长时间来增加其敏感度以达到目的。环形结构与总线结构类似，其环路上的任意一点都能够提供不同程度的冗余，将其与以太网交换机有机结合，能够出现管理交换机，也就是生成树协议，这种结构能够为继电系统运行提供物理中断的冗余度，并将网络重构控制在一定时间范围内，然而，环形结构在使用过程中存在的弊端主要是收敛时间问题，收敛时间较长，无法快速完成任务，影响系统重构；最后，星型结构，星型结构是一种等待时间较短的结构，比较适用于较高场合，没有冗余度，但是，如果主交换机在运行过程中，出现故障，会影响信息传送，相比之下，其可靠性较低，不建议推广和普及。因此，变电站在选择继电保护系统网络构架时，需要结合自身实际情况，比较优势和缺点，选择合适的网络架构，提高继电保护系统可靠性。

2.4 增强环形结构母线的可靠性

正是因为环形结构本身就是极具可靠性的结构，所以，将环形结构运用到母线保护装置之中对确保继电保护系统可靠性有着十分重要的作用。所以，在智能变电站继电保护系统中应该做好环节结构的应用且进一步增强环形结构母线保护的可靠性。通过分析并采取最小路节点历法计算可知，传统结构的母线保护可靠性较低，环形网络结构母线保护可靠性能够满足继电保护系统可靠性要求，各项指标有明显提升，另外，环形结构对元件损害较小，能够大大提高继电系统安全、可靠性。在变电站继电保护系统母线保护装置中融入环形结构能够实现继电保护系统可靠运行的目标。

3 结语

综上所述，该文笔者通过对智能变电站继电保护系统可靠性的分析与探讨，也是希望进一步阐述继电保护工作的重要性，做好继电保护系统运行对整个电网的重要意义。从而在今后的电力工作中，不断的总结错误，积累经验，将先进的科学技术运用到智能变电站继电保护工作之中，从而进一步推动我国智能变电站继电保护工作能够向着更为科学、合理的方向不断的前进。

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