智能变电站继电保护系统可靠性初探

沈蛟骁，高璐，郭韬，喻新林

（国网江苏省电力公司检修分公司苏州运维分部，江苏苏州，215000）

智能变电站继电保护系统可靠性初探

沈蛟骁，高璐，郭韬，喻新林

（国网江苏省电力公司检修分公司苏州运维分部，江苏苏州，215000）

本文从智能变电站及其继电保护相关概念出发，对智能变电站继电保护系统可靠性进行了分析。

智能变电站；继电保护；继电保护系统

0 引言

继电保护系统作为智能变电站安全运行的重要保障，其自身运行的安全性、可靠性对变电站乃至整个电力系统存在重要的影响作用。因此，加强智能变电站继电保护系统可靠性的研究具有重要现实意义。

1 智能变电站与继电保护的相关概述

1.1 智能变电站

智能变电站（Smart Substation）是在国家大力发展能源战略，基于基于信息技术、计算机技术、互联网技术以及智能技术等科学技术在工业、机械制造业、电力行业广泛应用的背景下得以形成的，用于电能分配、电能传输与管控的电网组成结构。相对于传统常规变电站而言，智能变电站在设备组合应用的基础上发生了巨大的改变，它通过采用电子通信技术、互联网技术，实现了变电站系统的二次网络连接，并在信息采集与管理上得到强化，从而形成数字化、自动化以及智能化电网电能管控与监测[1]。同时，先进电子互感器的应用，推动了变电站继电保护检修作业智能化、集成化发展。

1.2 智能变电站的继电保护

继电保护是智能变电站安全运行过程中不可或缺的存在，基于智能变电站通信网络化、信息传输数字化、管理自动化、监测智能化等特带，其继电保护系统相对传统常规变电站继电保护系统而言，其体系组成结构存在明显的差异性。智能变电站继电保护系统主要以智能终端（IT）、交换机（SW）、断路器（BR）、合并单元（MU）、保护单元（PR）、电子互感器（MI）、网络接口（NI）、同步时钟源（TS）等元件构成，通过分层配置各继电保护装置，实现对智能变电站中各电气设备与电路线路的保护[2]。通过电子式互感器数据采集与分析，使用光纤通道传输数据，对系统运行情况进行智能监控，一旦发现故障则启动启动保护装置预设程序，实现故障排查与保护。

2 智能变电站继电保护系统可靠性分析

在当今高度重视变电站安全运行的背景下，认知并提升智能变电站主系统可靠性至关重要。就智能变电站继电保护系统而言，其可靠性主要是针对继电保护系统在特定环境与条件下，其系统元件运行指标与系统功能表现的反应。因此，在智能变电站继电保护系统可靠性研究中，需从系统结构与系统功能双重角度出发进行分析。

2.1 继电保护系统结构分析

以220kV电压条件下的智能变电站为例，通常情况下其继电保护系统的连接结构主要由以下几种表现形式：其一，借助光纤对跳闸机构采用进行直接连接的方式，即“直采直跳”；其二，GOOSE（面向通用对象的变电站事件）直接跳闸与SV（采样值）进行独立组网采样，即“网采直跳”；其三，借助GOOSE进行跳闸，直接进行采样，即“直采网跳”；其四，借助SV与GOOSE实现的“网采网跳”，在此结构下GOOSE报文信息与SV报文信息得到有效联通[3]。与此同时，就继电保护系统的组成元件而言，继电保护系统基于过程层实现信息的采集，并基于合并单元、保护单元、智能终端实现断路器的管控，同时依据交换机实现各设备间的数据信息共享，在同步时钟源作用下保证发生事件时间顺序的准确。

2.2 继电保护系统功能表现分析

在变电站运行过程中，基于变压器实现电压调节与控制，是保证电力系统运行稳定与安全的重要手段。因此，对变压器系统的保护是智能变电站继电保护系统的重要内容之一，也是继电保护系统对变电站实施保护功能的重要表现。对此，采用分布式设置法，对变电站变压器差动功能进行继电保护，并采用集中设置法实现继电保护装置的配置，可实现继电保护系统可靠性的提升。

与此同时，实践调查分析发现在智能变电站运行过程中，当电流超过额定值时，将促使智能变电站发生外部故障，并出现跳闸问题。对此，智能变电站继电保护系统，采用电压限定延时手段，对负荷电流进行计算，并根据实际情况系统中的智能终端发射报警信号，启动保护命令实现继电保护，提升变电站继电保护系统可靠性。

此外，在变电站运行过程中，系统线路故障是影响变电站安全与稳定的重要因素之一，也是继电保护系统进行变电站继电保护的需解决的重要问题。在智能变电站中，以集中式配置法进行科学、合理装置，实施纵联差动保护，从而充分发挥智能变电站继电保护功能。在此过程中，对变电站各级电压间隔单元实施保护与管控，用以实现对变电站所在电力系统运行情况的动态监测，进而实现智能变电站继电保护系统可靠性的提高。

3 结论

智能变电站是电力网络架构中的重要组成部分，其运行安全与稳定直接影响着各电压等级用户用电的安全与稳定。而继电保护系统作为保证智能变电站安全运行的关键因素，加强其可靠性是相关运维单位和电力企业关注的重点。本文旨在通过对智能变电站继电保护系统可靠性的分析，为继电保护系统可靠性的提升与优化提供有益参考，从而推动智能变电站的全面建设，保障电网运行的稳定、安全与可靠。

[1]苏迪华.智能变电站继电保护系统可靠性要点探析[J].通讯世界,2017,(18):204-205.

[2]王冠军.关于智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].山东工业技术,2016,(12):159.

[3]王同文,谢民,孙月琴,沈鹏.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制,2015,43(06):58-66.

The reliability of the system of intelligent substation relay protection

Shen Jiaoxiao,Gao Lu,Guo Tao,Yu Xinlin
(State Grid Jiangsu Electric Power Company Maintenance Branch Company Suzhou Division ,Suzhou Jiangsu,215000)

This paper focuses on the smart substation and its relay protection overview, and analyzes the reliability of the relay protection system of smart substation.

smart substation; relay protection; relay protection system