智能变电站继电保护系统可靠性探究

杨华

摘 要：继电保护系统是保障智能电网变电站安全运行的重要技术支持，对于变电站智能化的建设起到了积极的促进作用。当前，我国智能电网不断普及，与之相应的变电站及继电保护系统也不断完善，有效增强我国电力的利用效率和电网的运营安全。本文主要通过变电站继电保护系统的元件及结构分析其可靠性，并对继电保护系统的短板和薄弱环节进行探讨，并对相关问题提出建议，以期为智能变电站继电保护系统优化设计及运行维护提供借鉴。

关键词：智能变电站;继电保护;系统可靠性;

1智能化变电站继电保护系统构成

传统的变电站继电保护系统是站控层、间隔层两个层次的框架。随着智能断路器、电子式互感装置技术的不断成熟，智能变电站继电保护系统发展为站控层、间隔层及过程层三个层次的框架。运行数据信息的采集利用电子互感器替代了电磁式互感器，把数据信息通过合并单元处理，并采用特定的数据格式把信号通过网络系统送到继电保护中。保护动作控制单元中，智能终端主要用于接收测量控制装置及保护装置生成的跳合闸信号来驱动断路器动作，再把断路器跳合闸运行信息回馈给继电保护装置。

1.1电子式互感器

传统变电站互感器装置采用电磁结构方式，随着光电子技术的发展进步，数字化电气测量装置不断应用到变电站。电子互感器替代了电磁互感器，该互感器会根据是否应用传感头来决定电源，可分为有源和无源两个种类，可以克服传统互感器在使用过程中存在的问题，没有磁饱和现象，从而提高对故障测量的准确程度，使保护装置可以准确地动作，可以保护电力系统的安全运行。光缆取代了原来的电缆，绝缘方式比较简单。此外，电子互感器占用的体积较小，重量较轻，可以输出数字信号，使电站的二次系统实现集中控制，为实现变电站的智能化创造条件，满足了电气计量和智能化发展的要求。不需要采用油质进行绝缘，提高了使用的安全性，避免出现火灾和爆炸事故。

1.2合并单元

合并单元的主要作用是把电子互感器传输过来的数据信息进行组合，采用一致的时间标签和指定的数据传输格式把采集到的数据信息发送到保护控制装置，是过程层级数据传输的重要元器件。合并单元与电子互感器可以实现很好的配合，是过程层关键的电气元件，也是智能变电站重要的环节，并防止互感器和继电保护装置相互间产生复杂的接线，进一步减少了建设成本，可以实现二次设备的数据共享。

1.3交换机

智能变电站应用交换机建立网络平台来实现数据信息交换，取代了传统变电站利用电缆进行数据传输的方式。交换机是通信网络中重要的设备。网络交换技术是数据链路层级的信息技术，实现数据信息帧的转发。传输数据信息时，交换机可以形成可靠的数据渠道，控制网络数据的流量，从而保证数据帧可以实现快速交互，并通过交换地址表使信息在局域网中实现传输。生成树协议的应用，有效解决了交换机不形成环路的问题，防止出现广播风暴，使交换机相互间产生冗余链路，有效提升了智能电站稳定性和安全性。

1.4智能终端

电子式互感器技术的成熟和应用，再结合计算机控制技术，可以实现对变电站断路器运行温度、机构动作情况等的监测;通过对运行数据的采集和处理，可以准确地识别出断路的运行状态;科学安排检修时间，可以做到设备的状态检修，取代了原有的定期检查和预防性试验。智能终端是变电站一次设备的智能控制组件，可以接收和处理继电保护装置传输的跳合闸控制命令，采用断路器装置进行开断。断路器装置上的运行信息可以输送到监测装置或站控层，工程技术人员采用远程方式了解断路器的实时状态。

2如何提高智能变电站继电保护系统可靠性方案

2.1过程层继电保护的重要性

迅速跳闸是该阶段最为重要的系统功能，该过程对于变电站母线、变压器以及输电电路等可以实现全方位保护。在进行保护功能设定的时候应该做到的是将设备保护和系统保护体系的设定尽量简单。当保护过程中所存在的波动比较的时候才能保证在实际运行的时候如果出现变化不会影响继电保护，这也是体现继电保护稳定性的方面之一。但是在进行继电保护的时候一次设备较多，因此在保护方案设定的时候要将开关和其他必要硬件进行区分，将其进行独立保护。同时可以做到利用不同的开关实现多项控制，实现系统电流的综合控制。

2.2做好间隔层的继电保护

双重化装置是提高间隔层继电保护可靠性的关键，实现集中配置后备保护。后备保护系统的存在不仅实现设备的保护同时也是对开关失灵的保护，同时还能够对整个设备范围内的线路进行保护，再次基础之上实现故障排查并進行准确诊断，对已发生故障做出最佳诊断，提出合理解决方案。

2.3线路保护工作的加强

智能变电站系统中为了更好的实现继电保护，确保其安全性、稳定性，在以上两项工作完成之后还应该做到的是实现线路强化保护。在进行线路保护的时候所采取的方式是纵连差动。主要保护方式有两种，一种是集中式一种是后备式，两种保护方式都可以实现保护强化，不仅可以实现线路元件的保护，同时也可以对线路运行情况进行监视和测量，做到可以实时掌握电路的运行状态，从而保证整个系统稳定运行，提高继电保护的可靠性。

2.4提高继电保护的可靠性措施

过程层所进行的继电保护主要是对系统进行，包括迅速跳闸以及对母线、输电电路和变压器等设备进行的保护，保证整个电网的运行风险降低，确保电网系统的安全性。优化电网设备和装置。因为在过程层中主保护定值所出现的波动相对较小，因此哪怕在电力系统中过程层运行出现变化其波动值的大小不会发生改变，如此可以保证电力系统可以稳定的运行。但是因为在该系统中有大量的一次设备应用，所以在设计的时候必须将开关和硬件进行分离保证其独立性，如此可以保证输电电路以及母线可以实现更好的保护。所以说为了更好的实现输电系统的稳定性和可靠性，应该通过多段线路保护实现智能变电站和变压器的保护，特别是在进行站内保护装置的设置的时候应该实现同步采样，并且在实现采样的前提下并对其进行适当的调整，保证所采集的数据是可靠的同时适应性较强。

2.5可视化技术的应用

故障的排除是保证继电保护稳定性和可靠性的张耀保障。而当前飞速发展的信息技术是实现实时故障排查变得更加的容易。所使用的传统的通过数据、表格以及图形等方式所进行的故障排查已经无法满足继电保护的需求。而在继电保护中通过对可视化技术的利用实现故障监测，并进行故障分析。对于智能电网来说信息传输故障的发生是在所难免的，因此在进行错误信息的排查时应该保证所形成的故障波动与中间节点文件所产生的数据是一致的，如此才能引导工作人员更加及时准确的找到故障发生位置并结合导致故障发生的原因对其采取针对性措施，提高故障排查效率。

3结语

综上所述，随着近年来我国电网建设事业的快速发展，在信息技术深入发展的今天，智能变电站已成为我国电网建设的重要组成部分。为了进一步保障我国智能变电站的安全正常运行，加强继电保护系统的可靠性成为当前建设的重要内容。通过对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析，从硬件系统与软件系统中，采取有效措施增强该系统日常运行的稳定性，进而为我国电力事业的发展提供安全保障。

参考文献

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