智能变电站继电保护系统的可靠性分析

李伟华

摘要：闡述智能变电站的继电保护系统，确保智能变电站的安全，提升继电保护系统的稳定，相关管理措施和技术手段，实现继电保护系统可靠运行。

关键词：智能变电站;继电保护;系统可靠性

引言

伴随着我国经济建设的不断发展，国家电网体系的建设也在科学技术的推动下取得了长足发展。目前，智能变电站以其低成本、安全与高效的特点，在我国电力工业中得到广泛的应用和推广。智能化变电站运行过程中，继电保护设备的运行高效率、稳定性与可靠性是其运行的保证。因此，对智能变电站继电系统设备的运行维护研究具有十分重要的意义，也是智能变电站持续发展与进步的保证。

1智能变电站继电保护系统模型概述

1.1智能变电站

将网络通讯技术作为变电站的二次系统控制，对变电站进行数据采集、控制和检测，进一步将电网数字化、智能化与自动化，即为变电站的智能化运行模式。智能变电站的主题模块主要为高级设备维护模块、数字信息采集模块、集成信息应用程序与网络信息交互模块等。智能变电站的网络模式对继电保护系统进行控制，对继电保护系统的稳定性和可靠性具有很大影响。使用网络控制跳闸方式的智能变电站，具有较长的控制路径，并且硬件较多，连接方式复杂，这就需要使用通过设备少、结构相对简单的控制方式来提高继电保护系统的稳定性。

1.2智能变电站继电保护系统结构

合并单元通过接收带时间戳的电子变压器发送的采样信息，实现对过程层的采样和传输，并将数据传输至继电保护装置。从常规的电磁变压器结构来看，电子变压器的优势很明显，包括无磁饱和、测量精确度高、经济性高、体积小巧、数字化程度高、安全可靠性高等。根据传感器头的电源不同，电子变压器可以分为主动型和被动型。合并单元后的电子变压器发送的采样数据，实现对过程层数字信息采集和传输，同时把信息传输到继电保护系统中，通过交换机可以实现数据链路层与数据帧的数据交换。近年来，交换技术在不断地进步更新，数据传输技术也日益发展，同时网络智能单元的通信效率也不断地取得进步。若将电路中的逻辑开关进行适当地设置，智能化电网的可靠性也就会相应增加，这种智能化设备不仅可以对继电器进行实时保护，也可以通过对设备参数的信息进行采集而对其运行情况进行反馈。熔断器的实时情况也可以反馈出设备的故障信息，而智能终端不仅能接受控制断路器的分闸命令，也可以将断路器的实时动作进行反馈。

2智能变电站继电保护的稳定性

当今电力智能迅速发展，我国的智能变电站变得极为重要，其安全稳定直接关系到人们的生活。经研究发现，大部分实践的智能变电站所受影响因素极多，很容易就造成供电异常的情况出现，给人们的生活带来极大不便。此外，还会造成相关设备损坏的利弊，经济损失也不可避免。所以构建智能变电站继电保护系统的同时，还需要使变电站中各种设备的稳定运作得以保障，减少干扰因素的影响。这样使继电保护装置的损害因素有所下降。在面对电力系统运行时的突发状况，智能变电站可通过继电保护来发出预警，让相关技术人员对相关故障进行紧急处理，减少故障损失。如果相关故障发生在智能变电站，继电保护设备会及时清除它们，将电网与故障节点分开，防止故障扩大，减少故障损伤范围，为智能变电站提供有效的安全隔离。

3智能变电站继电保护系统可靠性提升策略

3.1优化组网结构

在智能变电站中，通过对过程层交换机进行静态组播、VLAN等技术进行流量控制，可以提高网络带宽利用率，减少交换机负载及网络转发延时，确保信息交换的时效性和有效性。以母差保护为例，母差保护和各间隔智能终端设备的信息交换量较大，对智能变电站继电保护系统的母线制定保护方案时，必须有效使用母差保护装置收集智能终端的数据信息，为实现继电保护目标构建良好基础。但是实际工作中，技术并不能完美解决保护需求，使用该技术会导致母差保护装置的实际容量降低，影响智能网络的稳定运行。为此，应合理使用VLAN或静态组播技术，降低网络风暴发生的可能，确保保护信息交换的时效性和有效性，提升保护系统的安全性和稳定性。

3.2完善自动报警功能

变电站运行过程中，如果系统内部出现故障，就会自动发出警报，智能变电站的继电保护装置就能做出反应，通过识别智能变电站中相关电力数据和整理信息以及保存之后，再识别故障发生位置;系统的分析模块会利用系统故障前后的运行数据，完成对故障的初步诊断工作，之后智能变电站内部的继电保护会跳闸以保护整个系统。报警装置的运行速度和自动化水平有关，智能变电站建设中应该完善自动报警功能，保证系统稳定性和可靠性。必须加强对自动报警系统诊断和自动识别功能上的研发，提升对智能变电站故障问题的发现速度和诊断的准确性，保护智能变电站的同时也保护电力系统，避免电力系统受到故障问题的干扰，充分保证智能变电站运行的稳定。

3.3优化和完善保护配置方案

设计智能变电初期，应充分收集和分析系统资料，对全站继电保护配置进行系统性论证。一般情况下，应对110kV（重要设备）及以上电压等级设备配置双套主保护，以提升继电保护系统的可靠性、稳定性。以线路为例，随着电网的发展和通信网络构架的完善，在高电压等级电网线路上配备双套纵联差动保护越来越普遍。纵联差动保护只有保护区内故障时才动作，不存才与下一级线路配合的情况，可快速切除全线任何一点故障，确保系统运行的稳定性。通过优化继电保护系统配置方案，可提升变电站系统的稳定性和可靠性。

3.4优化运维体系

智能变电站运维工作中，运维人员所使用的软件、硬件都应使用标准的操作，而且要重视对智能终端柜操作过程中的关键点，减少设备因运转过程中不利影响。对系统的维修和养护工作也要结合具体的工作内容确定处理方法，电力系统内部应结合自身变电站在智能技术选择、应用方面的特点建立规范的操作手册，加强日常工作中对系统的状态评测等工作，利用核心技术提升系统的监管水平。并且，智能变电站技术是在不断发展的，因此在变电站技术水平不断提升的同时，也要不断更新运行维护标准，确保运维工作的质量。

3.5过流电限定保护

智能变电站运行中会受到外界因素的干扰而出现电流过载的问题，容易引发线路或变电站相关一次设备出现过电流，也即电流过负荷，从而导致故障发生时继电保护误动或者拒动，影响系统稳定性和可靠性等一系列问题。因此，可以在根据智能变电站中设计电压限定延时，以实现每个间隔终端电流的准确测量，一旦发现负荷问题，及时对系统进行调整，实现对系统的过流电限定保护。

结语

随着智能变电站技术的快速发展，不仅对可靠性的要求很高，而且对敏感性的要求也很高。通过优化与现代化传统的智能变电站的准备方法，以智能变电站作为电网建设的核心，在组织过程中进行对构建系统进行相应的管理，可以改善整体的稳定性，提高智能变电站的总体技术水平。

参考文献：

[1]司志舟，赵明明.智能变电站继电保护全过程管理[J].工程技术研究，2017（07）：166+170.

[2]郭欣运.智能变电站继电保护运行问题浅析[J].科技展望，2016，26（31）：88.

[3]张凯.电力系统中智能变电站继电保护技术分析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（16）：6-7.

[4]韩卫恒，樊丽琴，慕国行.智能变电站继电保护全过程管理[J].山西电力，2016（01）：35-38.