智能变电站继电保护可靠性研究

胡静 丁峰 陶伟龙

【摘 要】随着电力事业的快速发展，智能变电站的数量不断增多，在变电站运行中继电保护装置发挥着重要作用。本文主要对继电保护进行分析，并探讨提高其可靠性的方法策略。

【关键词】变电站;继电保护;可靠性;智能变电站

为了顺应时代的发展潮流，电力企业在相关设备以及系统方面投入了大量的资金，促使它们不断地转型与升级。电力企业必须通过保证继电保护设备的稳定运行，来提高电力系统的稳定性，并为智能变电站的供电安全提供有利保障。总的来说，现代化的智能继电保护技术在电力保障方面起着关键作用。

1、智能变电站及继电保护内容阐述

所谓的智能变电站主要是指通过使用先进可靠、集成与环保的智能设备，在变电站信息数字化、通信平台网络化以及信息共享的要求下，能够自助实现变电站数据信息的采集、测量、保护、计量以及监测，同时要求该类型变电站能够具备电网实时自动控制、智能调节、在线分析以及协同互动等高级功能。一般来说，智能变电站具有一次设备智能化、二次设备网络化的特点，其对智能电子设备以及网络通信设备的使用，能够影响变电站的继电保护系统。继电保护主要是针对智能变电站系统安全建设与运行所提供的保护供电设施。在智能变电站的具体运行中，对于电力系统中出现的故障、异常情况，继电保护通过发出报警信号、必要的隔离措施，进而对运行的电力系统提供安全保障。当前智能变电站继电保护主要受到智能变电站总体框架、网络通信技术、智能电子设备、电子式互感器以及IEC61850标准等五个要素的影响，五个要素之间相互影响、互为依靠。

2、智能变电站与传统变电站在继电保护方面的对比

传统变电站的装置，比如测控装置和保护装置，它们大部分都使用二次电缆以及传统的互感器等相互连接，这样它们之间每个层级都通过隔层进行分层，相关设备之间能够独立运行，且相互之间能够收集和传出信号。传统变电站的弊端主要有以下几个方面：第一，设备之间缺乏灵活性。它们之间的连接是固定的，如果要保证二次设备的安全使用，就需要使用大量的电缆设备，还要保障空触点的有效运行，从而使设备之间发射出相关的模拟信号，进行信息交换，这种单次的信号传输过程耗费时间较长，且会产生信息混乱的现象，不能保证传统变电站的安全性。此外，在传统变电站中，各种装置之间的连接线路较为复杂，如果要对这些线路进行重新规划，那么工程量相当大，程序复杂，如果在某一环节出现了小问题，就需要重新铺设大量线路，不仅增加了工作量，且涉及的程序也会相应增加。第二，传统变电站的供电稳定性和安全性得不到保障，且自动化系统较为落后。在传统变电站中，远动装置和其他一些保护装置等不能够独立运行，需要在小型的电磁模式和集成电路的参与下才能保证其有效运行，且在传统的自动化系统中，缺乏自我检测功能，不能对设备进行实时监控。而智能变电站采用双重保护系统，两个系统之间是相互独立的，不存在任何联系，并配备双网并行冗余通信协议，从而保证SV采样数据信息以及GOOSE保护跳合闸保护信号可以实现在电站过程层的无损传输。两套配置方式使继电保护装置可以满足冗余设計要求，从而更好地保护继电系统的可靠性。主变压器智能保护终端、合并单元采用组网方式实现连接，从而对GOOSE双网进行很好地保护。该通信网络可以实现对变电站系统开关量的采集以及发出传输跳闸保护命令，采用IEC标准通信协议实现SV网络对采集数据信息的传送[1]。

3、提高智能变电站继电保护可靠性的有效策略

3.1运行状态下的继电保护

智能变电站在运行状态下，应该采用合理的技术措施，保证继电保护系统的可靠性。在保证智能变电站运转安全与平稳的情况下，应根据安全维护方案内容要求，有效维护智能变电站内部运输线路与母线等电子设施与设备，尽可能规避智能电网运转风险，进一步提高智能变电站运行安全性。而在采取继电保护措施方面，最关键的是要熟练掌握继电保护系统功能，应简化系统配置与设施。可以说，智能变电站处于运转状态下，一旦有变动可以对主保护定值设定，而波动较小的数据会纳入保护定值中，智能变电站变动不会过于明显，为其平稳安全运行提供必要保障。但在操作时，智能变电站继电保护要求开关设计与硬件设备分别保护，合理采用继电保护措施。

3.2提高软件系统

在当前网络通信技术飞速发展的时代背景下，智能变电站继电保护系统在一定程度上对网络技术的要求也逐渐增多。为了更好地在这种依赖上实现安全运行，需要提高软件系统的整体可靠性。在具体操作上，可以使用插值算法来代替时钟源，通过对时钟源发出同步对时信息流，将光纤同步到智能电子设备中，以确保智能电子设备的安全正常运行。同时，可以使用软件积分的形式来增强报文信息的可靠性。SV报文作为继电保护系统保护单元的数据报文，能够对整个保护系统产生较大的影响。通过使用软件积分，能够对数据采集器以及保护系统中的电子设备的功率损耗进行了解，增强保护系统维修的精确性，进而实现继电保护系统的可靠性目标[2]。

3.3加强作业监管及人员技能培训

从当前智能变电站继电保护系统的运行现状方面分析，加强作业监管及提升人员技能培训，则为保障系统稳定运行有效的措施。具体实施中关于人员技能培训，变电站企业可通过落实试岗操作，加强作业人员模拟训练的方式，提升作业人员的专业技能，以及对操作系统的熟悉，确保后期在实践作业中的操作准确性，保障智能变电站继电保护系统运行的安全可靠性。另外关于作业监管的落实，可通过实施班组作业的形式，形成作业人员之间的相互监督，相互弥补效果，减少误操作等不良现象的出现。

3.4强化路线保护

在智能变电站的实际运行过程中，会涉及许多保护设备，对这些设备进行保护是必不可少的一项工作。因为线路保护不仅有利于电力系统各个单元之间的监控和保护，还涉及信息通信方面的监控和保护等功能的有效实施。目前大多采用纵联差动的方法对线路保护装置进行实施监管，以减少故障事件的发生。在实际运用过程中，还是需要结合实际情况进行科学合理的处理[3]。

3.5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。

4、结语

综上所述，随着人们对电力的需求日益增多，继电保护装置在智能变电站中发挥的作用越来越大，只有通过不断提升智能变电站继电保护的水平，才能保证我国电力系统的安全稳定运行，为人们提供更增加优质的供电服务。

【参考文献】

[1]张尚然.智能变电站继电保护可靠性研究[D].贵州：贵州大学，2017.

[2]费姗姗.智能变电站继电保护可靠性分析[J].黑龙江科学，2017，8（16）：62-63.

[3]刘忠民，牟小雪，黄凤英.浅析提高智能变电站继电保护可靠性的措施[J].电子测试，2016（1）：107-108.