考虑继电保护系统的新一代智能变电站可靠性评估

陶海

摘要：变电站要想长期安全稳定的运行，继电保护系统就显得尤为重要。对智能变电站的运行起着举足轻重的作用。对继电器保护系统进行可靠性研究，已成为该领域的一个新课题。本文介绍了智能变电站的概念及继电保护的特点，并对提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施进行了分析。

关键词：新一代智能变电站;继电保护系统;可靠性评估

0.引言

新一代智能变电站的首要任务是确保电力传输的可靠性，它不仅需要高一次设备（断路器、变压器、母线、线路等）和它们所组成的系统的可靠性，还需要提高各级继电保护系统的可靠性。所以主系统和继电保护系统的可靠性是影响新一代智能变电站可靠性的重要因素。

1.新一代智能变电站概述

新一代智能变电站采用新的主要设备，如隔离式断路器，以优化主接线设计和总体布局，并节约土地;在不久的将来，利用智能电源变压器等初级设备，集成状态检测传感器和智能组件，以及长期进一步集成电子变压器，可大大提高初级设备的智能水平。

采用稳定可靠的电子变压器技术，解决了长期使用电子变压器稳定性、可靠性差、抗干扰性差的问题，提高了电子变压器的应用成熟度，实现了电压电流采样。电源数字化提高了智能变电站的数字化水平，保证了电网的可靠运行。

通过解决环境、电磁干扰等因素对保护装置的影响，减少数据传输链路，提高保护装置的可靠性;采用集成装置的智能终端和集成测控装置，简化了二次电缆的布线，大大提高了保护装置的整体集成度。该系统的应用取得突破，实现了站内备用保护和智能控制策略，突破了分段保护和控制的局限性，扩大了变电站的智能化应用。

2.智能变电站继电保护系统可靠性分析方法

2.1系统可靠性的一般计算方法

继电保护系统是多元件和子系统相结合的系统，由于二者之间为串联关系，若其中任何一台设备发生故障都会导致整个系统功能失效，所以可采用以下计算公式（1）来实现有效控制：

2.2智能变电站继电保护系统可靠性计算方法

对时回路相关元件的可靠性是计时器的惟一计算依据，因此，需要结合始终源后对智能变电站继电系统实施保护时，应参考元可依赖性计算公式（2）进行修正。

3.智能变电站继电保护系统的可靠性分析

对智能变电站保护系统的可靠性和可用性进行了分析。可靠性是指智能变电站继电保护系统在一定环境和时间内实现相应功能的可能性。可用性是指变电所的继电保护系统出现故障时，对相关设备进行维修保养。我们把变电所继电保护系统的正常稳定状态下的规律称为可用度。

在分析智能变电站继电保护系统可靠性问题时，可采用蒙特卡洛模拟法、可靠性框图等方法，通过建立可靠度分析框图，计算智能变电站继电保护系统的可靠性。智能变电站继电保护系统可靠性计算中，由于智能终端与合路器采用组网方式， GOS双组网桥连接智能变电站继电保护系统保护。该方法实现了对多链路信息的采集和数据处理，如命令的采样值、命令的传输以及数据的采集等。另外，采用保护和测控两种CPU相组合的方式，提高了系统整体可靠性，实现了智能变电站的“保护、检测、控制一体化”。其次，采用数字化网络技术，对智能变电站继电保护系统的相关数据进行分析计算，通过以太网传输和收集有关设备的仿真数据，并将GOOSE和SV接口结合使用。通过对相关数据的输入与输出，进一步实现变电站整体数字化，为智能变电站保护系统的可靠性计算与分析提供技术保障。智能型变电站继电保护系统采用“母线保护组网模式”，将收集到的相关数据信息传送给各智能终端，再传送给总线差动保护装置。

4.提高智能变电站继电保护系统的可靠性的措施

4.1变压器配置保护

变电所配电过程中若发生电压不足或过载现象，将对电力系统的正常运行产生严重影响，因此，要有效地限定电压值，要有效地提高继电保护系统的可靠性，就必须在配电保护过程中，采用分布式方式配置变压器，因为系统中的电压控制功能和继电保护系统都将由变压系统来完成，因此，应将变压器采用分布式方式配置，以降低系统复杂度，实现变压器的继电保护后期配置功能，从而有效地提高配电保护系统的可靠性。

4.2过流电限定保护

外部断路和电流过载的主要原因是如：智能变电站运行过程中经常遇到的可能造成外断和过载电流的电流过载等一系列因素。能使外部断路的原因是，这种超负荷电流与其它电流之间存在着巨大的差异。所以在结构上应采用过流限制法，使可变电流能精确测量所产生的电流。当出现过流现象时，可及时通知智能终端，由智能系统主动实施保护，有效地提高了繼电保护系统可靠性。

4.3继电保护系统的线路保护

通过对继电器的正确配置，使其在智能变电站中充分发挥保护功能。所以，线路保护主要采用纵联差动方式，控制和保护电压等级间的间隔单元，集中式和备用为一体的装置方式。能够对电源系统的运行状态进行监控。所以，在继电保护系统中，保护电路既是整个保护系统的重要组成部分，又是提高其可靠性的一项有效措施。

5.结束语

本文在讨论了智能变电站保护系统可靠性问题的基础上，结合智能变电站保护系统的结构特点，提出了智能变电站保护系统的可靠性分析方法和提高可靠性的方法。电力保护系统对保证智能变电所继电保护系统的安全运行具有重要意义，对智能电网建设具有推动作用。

参考文献

[1]王月琦，张明.对智能变电站继电保护系统的可靠性分析[J].科技创新导报，2017，（23）：64.

[2]王成斌 . 智能变电站继电保护系统可靠性分析[J]. 科技风，2018，（22）：168.

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