智能变电站继电保护系统所面临的若干问题

黄晓

摘要：继电保护的主要任务是检测和处理电力系统中的异常情况，对故障部位进行隔离和切除，实时发布报警信号，实现对电网的自动调节。且需要对系统的结构和组成部分进行深入的了解，并且对各种影响因素进行有效的控制，以提高系统运行的可靠性。基于此，本文针对智能变电站继电保护系统所面临的若干问题进行分析，并提出解决对策，以供参考。

关键词：智能变电站;继电保护系统;问题分析

目前，在进行继电保护系统设计的过程中，还存在一定的问题。需要结合国内外先进的经验，根据实际建设情况，对系统运行过程中可能存在的一些故障问题以及影响因素进行有效的控制，还需要制定科学合理的预防措施，以降低系统运行过程中故障问题的发生率。

一、智能变电站概述

智能变电站是现代科学技术与电力事业有效融合的体现，所以从定义角度进行分析，智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站，所以相比于传统变电站来说，智能变电站的功能更加全面，工作优势明显，以下将从三个角度入手进行分析：a.结构优势，在传统变电站当中，虽然具有网络结构，但由于其特点并不明显，在一次和二次设备之间多数以采用电缆的硬接点、后台的通信方式为主要采集和传输信息的手段，所以工作效率较低，而反观智能变电站，由于每个设备之间都与网络结构相互连通，所以各层均使用网络方式对信息进行收集和传输，所以信息的共享效果较好，能够极大程度的提高电网的智能化水平。b.二次设备的布置方式，在传统变电站当中，二次设备的布置方式主要是通过微机保护，将交流的输入组件、A/D转换组件、保护逻辑CPU、开入/开出等组件集成到一起，而智能变电站的二次设备布置方式仅需要对一次设备和二次设备重新进行定位，将保护装置交流的出入组件与A/D转换组件结合成为一个合并单元，并将其放在就地的TA和TV周围。c.保护接口，传统变电站的保护接口兼容度较低，从实际情况来看，多数传统变电站仅能够支持5A或100V类模拟量接口，所以相对具有一定局限性，而智能变电站的保护接口除却能够支持点对点模式外，还能够支持GOOSE模式下SV和GOOSE模式下接口，所以工作相对灵活高效。

二、智能变电站继电保护优点

1）在智能化变电站中，通过运用网络层次实现一次设备的配合，实现各种保护设备之间的数据共享以及通信交互。在过程层中可以实现变压器等附属线路的继电保护进行分层配置，实现与MU智能交互，无需使用交换机，就能够实现对信息资源的获取。对于系统母线的继电保护配置可以在间隔层实现，需要借助交换机辅助完成对相关设备信息的获取。在站控层可以实现后台的运行维护。2）在智能变电站继电保护系统中，主设备可以实现对系统的有效保护，并且保护设备可以实现脱机运行。在对线路中的关键部位进行继电保护中，可以不通过交换机实现对间隔信息的获取，通过与MU智能设备之间进行通信，实现脱机作业。利用这种方式进行信息交换可以避免因发生网络不畅或者网络中断而发生无法通信的问题，不会对信息的交换产生影响。3）在智能变电站继电保护系统中，可以根据现场需要对各部分的保护阈值进行重新设定，以此来避免变电站中由于直流系统接地而导致系统继电保护误动作现象。

三、继电保护系统的主要问题

1.越级及延时跳闸

越级及延时跳闸是继电保护系统最常见的问题，智能化保护系统中常存在开关保护出错的现象，特别是一些大规模或越大规模电网中的越级与延时跳闸现象越常见。当电网某段线路短路时，继电保护系统会出现扰动情况，这可能会增加短路的风险，进而造成继电保护装置延时跳闸。

2.母线全停及誤动

智能电网处于并联运行状态，如果电网母线出来故障，会导致电网出现停止运行的大规模中断供电事件。智能变电站继电保护系统的主要任务之一是防止母线全停。有时继电保护系统还会改变传统以往的运行方式，导致继电保护系统“四性”发生相应改变，也会导致继电保护系统误动情况。

3.失误现象较多

计算失误是制约继电保护系统发挥作用的主要问题，目前继电保护装置计算失误主要集中在定值整定计算失误方面，这种失误导致继电保护系统面临巨大风险，进而影响继电保护系统的整体运行。人为操作失误主要指的是继电保护人员未能按照程序和系统设计标准正常进行操作，或者存在一些操作误差过大的现象，造成继电保护系统故障发生，影响继电保护装置的有效性。

四、智能变电站继电保护系统管理措施

1.加强装置质量检验

智能变电站继电保护系统的复杂性较高，越大规模的供电系统的继电保护装置维修检验越复杂，在智能化的设备环境下继电保护装置仍然存在较大的故障率。因此，应当在最初选购、安装、检测继电保护设备时采用科学的方法。有效防止各种风险因素的发生。首先，在检查继电保护装置时应当加大设备灵敏性、安全性、覆盖选择性的检查，把保证继电保护设备的可靠性作为第一要素。其次，在继电保护设备安装完成时和初期调试时进行设备性质和质量检查。最后，降低智能变电站继电保护系统运行故障率，防止继电保护装置停摆。如果需要对继电保护装置定值更新，以及出现二次回路的现象，应再次进行质量检验有效避免故障发生。

2.主变压器智能保护配置

根据继电保护相关要求，在智能变电站中针对变压器的保护需要使用两套保护配置，也就是采用一主一备的形式进行配置，并且后备保护需要采取与主保护相同的配置方式进行配置。当采用这种保护方式进行配置的时候，两侧的合并单元以及智能终端都需要两套配置，并且需要将中性点电流以及间隙电流汇入到相应的合并单元。对变压器采用直接采样的形式，并将断路器连接，通过GOOSE网络可以实现各段断路器以及闭锁备自投设备进行通信，通过网络接收到保护失灵信号，同时实现失灵保护侧的断路器跳闸。

3.加强继电保护设备管理力度

由于设备对于继电保护系统发挥功能具有决定性作用，所以电力企业则应当从影响设备的主要因素入手加强管理意识。在继电保护设备的应用当中，首先应当把控设备采购质量，确保设备能够达到行业标准，并符合本变电站工作需求，在设备安装完毕后，应当通过多次调试，验证设备的稳定性和工作水平，由于设备长期处于外界环境工作，所以还应当结合当地气候条件等因素，建设防护措施，降低风险，管理人员可以通过监控系统的布置和应用，提高对设备故障的发现能力和解决速度，并且在设备的使用周期当中，应当有针对性的制定维修和养护计划，对设备所存在的隐患排查和处理，提高设备的工作效率和使用寿命。

结论

继电保护系统的运行状态会直接关系到变电站设备的运行安全。随着现代科技的不断发展，在设计继电保护系统的过程中，设计质量正在不断提高，系统的运行过程也更加可靠。因此，要通过改善设备工作环境、提高工作人员操作能力以及对系统进行优化设计等方式，即可提高继电保护系统的稳定性和可靠性，为电网的安全平稳运营提供保障。

参考文献

[1] 吴雷雷.智能变电站继电保护若干问题研究[J].能源与节能，2019，161（2）：34-35，106.