数字化变电站继电保护系统的可靠性研究

【摘要】与传统变电站继电保护系统相比，数字化变电站继电保护系統发生了许多变化。本文主要对数字化变电站继电保护系统的可靠性进行研究。

【关键词】数字化变电站；继电保护系统；可靠性；研究

一、数字化变电站继电保护系统架构

数字化变电站继电保护系统主要由一体化监控系统以及层次化保护系统组合而成。一体化监控系统能够更好的实现对管理机的有效运用以及为其提供更好的数据保护，促使MMS监控与保护的独立，保证其界面的管理更加清晰，如图1所示。层次化保护系统主要有站域级控制与保护，地级广域级保护控制与地级继电保护装置。其中，低级继电保护主要由就地化线路、智能终端以及集成性智能终端等组成，就地化保护能够与电气实现直接有效的连接，其本身有着非常高的可靠性；地域级主要由站域保护和站域级保护管控共同组合而成，站域级管控的内部主要有保信子站、智能诊断、可视化分析以及二次状态监测等相关操作。

二、数字化继电保护系统的信息流和拓扑结构

（一）同步对时信息

同步对时信息的重要作用是接受北斗系统或者GPS的时钟信号，其起点为同步时钟源，主要依靠保护单元、时间间隔合并单元和智能终端等完成信息发送。当前，变电站对时方法有以下三种：编码对时、脉冲对时和网络对时，其中使用最广泛的是IRIG码对时和PTP对时，拓扑结构会随着对时方法的变化而变化。

编码对时和脉冲对时通常是同步时钟源经过对时设备和传送介质联合，具备相应的对时网络，主要分为分级星型结构和星型结构等两种。网络对时主要是由交换机组成的以太网，这种对时不仅可以独立组网，还可与其他报文共同使用网络，通常是树状路径，具有较高的冗余度。

（二）GOOSE报文信息

这种报文主要是订阅者和发布者两种形式，以此来完成装置间的点对点传输。GOOSE报文在继电保护系统中通常是开关位置、跳合闸等位置信息的介质，实现智能终端与保护单元之间的传送，从而有效控制断路器。

（三）SV报文信息

该报文主要依靠合并单元、互感器和交换机网络来实现保护单元，其中交换机通常主要虚线方式来表示，因为其具有不同的采样传输规约间，若是想要实现点到点的传输，则不用借助交换机网络即可。当前，国内使用最广泛的规约有IEC61850-9-2、IEC61850-9-1和IEC60044-7/8等，这三种规约均具有各自的优点和使用特征。

三、增强数字化变电站继电保护系统可靠性的措施

（一）保护线路

当前，我国电力行业主要借助纵联差动的保护形式来具有针对性的保护线路，这种保护形式指的是在装置设计时采用后背式和集中式的保护方法，这两种保护方法都能够采用有效解决措施及时解决配置中出现的问题，为输电线路安全正常运行打下良好的基础。

（二）保护变压器

在构建输电系统时，需要事先计算和预判输电电路的电压承受能力，因为输电线路电压承受能力过度或不及都会对其形成一定的伤害，所以应该对变压器系统采取保护措施，保证输电线路的电流大小。对电力系统而言，变压器具有十分重要的作用，可以为变电站继电保护提供有力的重要保障。

（三）提高计算系统的可靠性

要信息顺利传送，应提高继电保护系统的稳定性和实施性。信息和信息回路通常是直接连接，直接关系到继电系统的工作。然而继电系统又是由多种不同元件和系统组成的，其中某些部分出现问题，会导致整个系统无法正常运行而出现各种事故。因此，要对系统可靠性进行科学合理的计算，找出系统各部件之间的关系，通过计算来提高继电保护系统的可靠性，减少或避免系统故障的出现，保证系统安全正常运行。

（四）增加系统冗余性

为更好实现对数字化变电站继电保护可靠性的提升，对系统的冗余性进行提升非常重要。在进行实际操作时，应通过下列措施来实现：第一，以太网中的数据链路层技术能够实现对变电站自动化的有效支持，并通过多种模式来更好地实现其目标；第二，结合网络架构的具体需求来实施分析，网络架构通常是由三个不同的网络组合而成，最主要的目的是为了能更好地实现对数字化继电保护系统可靠性的有效提升。

四、结语

在数字化变电站继电保护系统可靠性过程中，首要前提就是提高继电保护设备可靠性和稳定性的需求，只有这样，才可以促进数字化变电站不断建设和发展，在实际构建过程中，需要选择适当合理的计算方法来保证继电保护系统的可靠性，以此促使该系统有效构建。

参考文献

[1]李志鹏，贾瑞恒.数字化变电站继电保护系统的可靠性研究[D].南方农机，2018（08）.

[2]杨杰.数字化变电站继电保护系统的可靠性研究[J].电力专栏，2018，41（03）：8～13.

作者简介：蒋文洪（1975.09—），男，重庆大足人。