智能变电站继电保护系统可靠性分析

李艺为

（中盐吉兰泰氯碱化工有限公司热电厂，内蒙古 阿拉善盟 750336）

当前，智能变电站保护调控实现了一体化功能，使得系统和系统间能够互联、互通，同时提高了变电站继电保护系统的交互水平，保证电网能够安全、保质保量、稳定运行，能够更好地保护和控制变电站。但是，在我国变电站智能化水平不断提高的情况下，依然存在一些问题。一方面，变电站工作人员的素质没有随着变电站智能化的发展而提高，导致工作人员和工作岗位相脱离，不符合时代发展的步伐；另一方面，变电站的保护措施不够完善，容易造成继电保护系统出现故障，从而引发安全事故。基于此，需要提高智能变电站继电保护系统的安全性和可靠性，准确分析和计算变电站可靠性数据，有效提高变电站的稳定性，从而推进我国智能变电站继电保护系统的稳定发展。

一、智能变电站继电保护系统可靠性分析

（一）可靠性分析的计算方法

1.计算角度。计算智能变电站继电保护系统可靠性的角度有两个：一是可靠度。从可靠度角度进行分析，即是在一定设备运行环境中、在某一运行时间段内，计算智能变电站继电保护系统完成自身某项功能所达到的实际概率。在智能变电站正常情况下继电保护系统的实际概率即为可靠度，以此衡量系统运行的可靠性。二是可用度。这一计算角度是当智能变电站继电保护系统发生故障后，其维护系统所起到的实际修复作用的可用度。

2.计算方法。智能变电站继电保护系统可靠性分析与计算方法主要有蒙特卡洛模拟法、可靠性框图法两种。分析与计算的前提是获得相应数据，确保分析的可行性。智能变电站的终端与合并单元采用组网方式，采用GOOSE双网跨接的方式实行保护、数据收集、指令传输等工作。同时，利用SV网可完成样本数据的传输。获得相应的数据后通过数字化组网方式，利用太网传输各装置的数据，利用GOOSE与SV两种接口组合的方式，输入相应的数据并回收系统输出的数据，对继电保护系统可靠性进行有效分析。而对于母线保护组网模式，则是将样本数据传到继电保护系统的各智能终端上，再使其传递到母差保护装置上，并利用GOOSE为其提供相应的信号。

（二）可靠性计算

1.主变保护可靠性。主变保护、智能终端与合并单元采用组网方式，利用GOOSE网络采集开关量信息、并传输跳闸命令。同时，利用SV 网络传递样本数据信息。对智能变电站的主变压器进行保护，会采用测控一体保护装置，提高整体可靠性，并为系统保护提供科学依据。在进行分析时多利用可靠性框图进行分析。

2.线路保护与母联保护可靠性。在该项分析环节中，要明确线路保护组网设计方案。智能变电站会采用数字化线路保护装置，在此情况下获取装置的开关量与模拟量信息，是利用光线以太网通信获取的。样本采收的接口为SV接口，其跳闸与开关量的输入共用一个GOOSE接口。这种数字化线路保护装置可满足两端的需求，实现与传统线路保护装置的联合运用，提高光纤的纵差保护功能。

3.母线保护可靠性。母线保护装置模式下，每个智能终端都可提供开关闸的位置，同时可将开关的数量与相应的样本值通过GOOSE网络传递到相应的保护装置中。母线保护装置受其组网模式的影响，获取其网络信息时要联合保护与合并单元通过IEC61850-9-2协议。与主变保护相比，母线保护的可靠性更高。这是因为主变保护要连接35kV、110kV、220kV测的断路器，由此增加了单元数目而降低了主变保护的可靠性。

二、提高智能变电站继电保护系统可靠性策略

智能变电站母线保护是断电保护系统的关键环节，母线装置的可靠性会对智能变电站的正常运行带来影响。为提高智能变电站保护系统的可靠性，需要使保护系统具备合理的冗余结构。冗余装置是提升继电保护系统的关键措施，任何型式的变电站都离不开冗余设计。可以利用两套继电保护系统，并设计终端保护设置、数据交换机及合并单元，以提高系统的保护性能。

（一）变压器继电保护配置

电力系统供电电压是设定好的，如果运行电压值出现波动，会使配电系统正常运行受到影响。智能变电站控制运行电压时，需要采用主变压器来完成。变压器是变电站重要的电力设施，电压的控制采用分布配置的办法来实现，从而起到对变压器的保护，可以采用差动断电保护的措施。保护变压器时，可以采用集中配置的办法，保证继电保护安装可以独立完成，实现对非电量的继电保护功能。断路器和电缆连接完成后，可以把继电保护的性能充分发挥，变压器的可靠性得以显著提升。

（二）可视化技术的运用

为提高智能变电站继电保护可靠性，需要对故障实现有效处理。虽然信息技术得到了巨大进步，但是很多继电保护装置的运行故障监测和处理还采用表格和数据方式。智能变电站引入可视化技术对继电保护装置进行监控是十分必要的，可以实时对继电保护装置运行情况，实现故障预警和运行数据采集。智能变电站运行时可能由于数据信息传输问题而引发故障，所以需要对通信系统错误信息进行全面、系统地排查，以保护继电保护装置。继电保护装置动作时，生成的中间节点文件和故障波形相符。继电保护装置产生运行故障时，需要对中间节点文件形成的数据信息进行准确采集，以全面分析故障，从而确定故障原因。为工程技术人员提供准确的排查记录信息，针对故障情况制定切实可行解决措施。

总之，想要保证智能变电站可以高效运行，继电保护是必不可少的，在智能变电站继电保护系统中传统变电站的设备元件已经无法满足系统需求，传统设备也有光纤代替。在智能变电站中结构和元件组成对于整个电网的安全和稳定运行有很大影响，所以说实现智能变电站继电保护是评估智能电网的关键性数据，同时也是实现智能电网全面建设的关键步骤。通过继电保护的稳定运行促进电网建设的稳定发展。