智能变电站继电保护系统的可靠性分析

牛新朋

摘要：在电力发展过程中，为了有效适应社会发展每个阶段对于电力的不同需求，电力系统需要通过不断引入新的技术来对自身进行优化升级，例如当前被广泛推广建设的智能变电站。但是智能变电站对于继电保护仍然具有比较高的要求，因为继电保护系统作为智能变电站整体架构中重要的组成部分，其可靠性的高低将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定以及安全。基于继电保护系统在智能变电站运行过程中的重要性，本文对智能变电站继电保护系统的可靠性进行简单的介绍说明。

关键词：智能变电站;继电保护系统;可靠性分析

1智能变电站继电保护系统可靠性的重要意义

电器元件在单位时间内、特定的环境下完成规定功率，并且不发生任何故障，这就能够代表这个元件的可靠性。电网的智能化建设过程中变电站是最为关键的节点，继电保护系统的智能化程度以及运行稳定性对于变电站运行的稳定程度产生直接的影响。变电站的智能化实现一般通过两个途径，信息及网络技术的方式，其中有很多的电子元件及智能设备，并且所有的元件及设备都必须安全、稳定、可靠。变电站运行的客观条件、数据及环境因素发生一定的变化都会影响整个电力系统的运行，继电保护系统会在故障发生的第一时间发挥其隔离的作用，让整个系统规避电压、电流带来的危害，提升整个系统运行的稳定性。所以，继电保护系统稳定性直接关系到整个电力系统的运行，必须着力于提升其可靠性。

2智能变电站继电保护系统可靠性评估数据

继电保护系统可靠性评估的基础条件是拥有准确的线路元件故障信息记录。供电系统对关键系统元件具有标准的保养检修记录，在良好的检修和维护体系下，对于可修复元件，在其使用期限内的故障率可视为常数。通常情况下，变电站的智能化设计是采用合并单元配合供电线路常规变压器完成一次交流信息的传输和采集，利用智能控制系统配合线路中的常规断路器完成供电线路的一次设备自动化控制[7]。根据智能变电站设计的相关标准，当使用信息直接采集方式对线路进行继电保护时，保护系统不需要依赖外部时间同步，数据采集的灵敏度及其可靠性评估则不会受到同步钟源限制;若采用了网络采集控制信息的智能控制方式，则会受到同步钟源的限制，需要采用IEEE1588集中式时间同步方式。继电保护系统中的元件修复率统一设定为m=365次/y。故障和修复的参数全部符合指数分布规律，所以可以使用马尔科夫链模型进行模拟。采用长期稳态概率作为此次继电保护系统可靠性分析的指标。

3提升智能变电站继电保护系统可靠性的有效措施

全面建设数字化智能电网工程项目，使高压供电系统的运行更加安全，供电服务质量也更加高效，其中继电保护系统的可靠性设计是最为重要的部分，是决定电网运行稳定性的一个重要因素。由于智能变电站的复杂性，使得对继电保护系统的可靠性有了更高的要求。为此，必须合理利用相关技术和做好管理工作，提升继电保护系统的可靠性，提升智能变电站的稳定性。

3.1改良设备元件

基于智能变电站继电保护系统中合并单元元件的特殊作用，通过改良合并单元元件利用方法，可以有效提升系统运行的可靠性。通常而言，继电保护系统中的合并单元会与电子互感器共同完成信息采样工作，但为了增强合并单元的可靠性，就需要在继电保护系统的每一个信息采样环境再加入A/D系统，通过同步输出多个采样值的方法，增强继电保护系统的可靠性。此外，还可以通过提高系统当中交换机元件的冗余度以及光缆线路元件可靠性的办法，增强智能变电站继电保护系统的可靠性。事实上，智能变电站继电保护系统的可靠性受到交换机稳定性和光缆线路安全性的影响，只有通过对继电保护元件的日常保护，才能最大限度的提高智能变电站继电保护系统可靠性。

3.2增强过程层继电保护可靠性

继电保护系统中相关的过程层继电保护主要是指对系统变压器设备以及母线进行最大限度保护，从而有效确保电网系统的正常运行。在过程层继电保护系统的支持下，可以保证电网对于可能出现的电力波动做到快速响应，在最短的时间内将非正常波动规律的电力波动恢复到正常稳定的可控范围内。而且由于在对系统变压器设备和母线进行保护时，需要保证相关硬件和对应开关控制的相对独立，在对过程层继电保护可靠性进行有效增强的过程中，通常会采用多段线路保护方式。该方式下的增强过程，可以保证实时记录的数据的准确性，由此便可以增强过程层继电保护的可靠性。

3.3强化线路保护配置

在智能变电站的运行过程中，线路保护装置发挥着巨大的作用，其既能合理地控制和保护供电系统中的各种电压系统，又能在装置的运行中发挥监控、测量、保护和调节的作用。智能化变电系统主要采用纵联差动方式对线路保护装置进行保护，其保护方式主要有后备式和集中式两种。智能变电站设备在实际使用过程中，要根据实际情况选择合适的方式对变电站供电系统线路保护配置异常进行处理，以保证相关设备能够正常工作，从而有效地提高智能变电站运行的平稳性和安全性能。

3.4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。

3.5电压的限定延时

当智能变电站在正常模式下运行时，由于电流等相关因素的影响，常常会出现一些包括短路等问题在内的线路故障，这些故障的存在将导致智能变电站出现负荷电流现象。基于此，通常需要采用针对电压的限定延时来对智能变电站整体运行中相关线路的电流量进行仔细的测量。如果通过对电流量的分析发现线路中的负荷电流超出了规定的安全值，那么电力系统便会及时发出报警信息，且在发出报警信息的同时，同步执行相应的线路保护指令，从而最大限度避免故障的发生，有效提升了电力系统运行的可靠性。

3.6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。

4结束语

综上，智能变电站的广泛推广有效促进了电力系统的良性发展，而继电保护系统可靠性的高低将会对智能变电站的正常运行产生重要的影响。为了保证智能变电站的安全稳定运行，本文对一些可以有效提升继电保护系统可靠性的措施进行了简要的介绍。

参考文献

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[3]叶俊.基于成功流法的智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].工程技术研究，2019，4（20）：239-240.

[4]金基伟，杨令，王开波，邓德茂，张祥龙.220kV智能变电站继电保护系统可靠性探析[J].通信电源技术，2019，36（09）：277-278.