智能變電站繼電保護系統(tǒng)提高可靠性的方法

葉秉森++仇孝國++劉永強

摘 要伴著社會科學技術水平的大幅度提升，帶動了智能化電網(wǎng)理念的創(chuàng)新發(fā)展，并隨著這項技術的快速進步，其被人們大范圍的使用到了智能變電站項目的建造中，其內(nèi)部設置的繼電保護體系的穩(wěn)定性已經(jīng)成為專業(yè)人員探究的核心部分。這片文章圍繞智能變電站繼電保護系統(tǒng)的內(nèi)部結構展實施深入的探究，并且對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的安全性實施分析。

【關鍵詞】智能變電站 繼電保護系統(tǒng) 可靠性

電力體系是現(xiàn)如今國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的主要主動力，伴著電力技術水平的大幅度提升，帶動了整個電力網(wǎng)絡的不斷完善，國內(nèi)的電力系統(tǒng)正在朝著更加優(yōu)化的方向發(fā)展，這也是繼電保護系統(tǒng)的真正所用。智能電力項目在設置繼電保護結構的時候打破了以往的方法將自動化信息技術引用進來，最后就是促使變電站實現(xiàn)了智能化的繼電保護。選擇繼電保護設備時要以可靠性和靈敏度做為首選指標，只有設備性能好才能保證變電站的運行正常，各個智能化設備才能滿足變電站的實際工作需要，變電站的繼電保護系統(tǒng)才可以保證安全性。

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)構成

以IEC61850協(xié)議為基礎的智能變電站采用“站控層+間隔層+過程層”這一結構模式，而傳統(tǒng)變電站則使用“站控層+間隔層”的自動化結構體系。綜合自動化變電站以及間隔層經(jīng)過轉變之后，絕大多數(shù)的間隔層承擔的工作正在慢慢的朝著過程層遷移。結構的變更，使得以IEC61850協(xié)議為基礎的智能變電站繼電保護系統(tǒng)基本功能均匯集于過程層、間隔層以及兩者中間過程層網(wǎng)絡當中。智能變電站繼電保護系統(tǒng)與常規(guī)保護相比，主要增加以下設備：電子式互感設備、合并單元、智能終端、交換機以及網(wǎng)絡接口等設備及元件。

智能變電站繼電保護體系的實質(zhì)就是借助更先進的電子式互感器完成數(shù)字量的精確采集，隨后通過合并單元，借助同步時鐘將這些信息加以同步整理，之后遵照設定的模式借助網(wǎng)絡將其發(fā)送到相應的位置。對于保護可控制一側，智能終端負責執(zhí)行保護設備的跳閘與合閘命令，并將所接收的命令經(jīng)過邏輯判斷轉化為繼電器出口，對斷路器實施管控，并將與斷路器存在一定關聯(lián)的行為信號進行匯總，轉化為數(shù)字信號后發(fā)送到保護結構中。

2 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性計算

2.1 主變保護的可靠性

在主變保護與智能終端、合并單元中采用組網(wǎng)或點對點方式，通過GOOSE網(wǎng)絡快速可靠地傳輸變電站事件。利用SV網(wǎng)絡來完成數(shù)字采樣信息的輸送。為了更好的發(fā)揮出繼電保護裝置的作用，增加保護的可靠性，減少因電子元器件損壞引起的誤動或者拒動概率，裝置采用雙AD采樣的模式，雙通道經(jīng)過一定算法，互相校驗，保證數(shù)字采樣的準確性和可靠性。在智能化系統(tǒng)中，可采用保護測控一體的裝置，一方面能夠提升裝置的整體可靠性，另一方面能夠為系統(tǒng)保護啟動提供科學的依據(jù)。

2.2 線路保護和母聯(lián)保護的可靠性

在實施針對線路保護以及母聯(lián)保護兩個環(huán)節(jié)實施穩(wěn)定性研究的時候，務必要做好充分的準備工作。以數(shù)字化的線路保護裝置為例進行分析，數(shù)字化的線路保護裝置和傳統(tǒng)的裝置相比，其在系統(tǒng)中的應用，開關量和模擬量的獲取都需要通過光纖以太網(wǎng)的通信方式來獲取?，F(xiàn)如今，在智能化的變電站結構中繼電保護裝置，與其他設備的接口務必要按照規(guī)范標準進行設計，保證互操作性。數(shù)字化線路保護最可行的實現(xiàn)方式是：以常規(guī)保護邏輯為基礎，結合信息數(shù)字化采集和輸出來提升采樣的準確性，從而消除常規(guī)CT因飽引起的錯誤動作，從而提高保護的可靠性。

2.3 母線保護的可靠性

在母線保護的組網(wǎng)模式中，各個間隔的智能終端能夠向系統(tǒng)提供刀閘位置，并且通過GOOSE網(wǎng)絡，將信號傳遞到母差保護裝置中。在SV組網(wǎng)模式中，需要采用智能終端與合并單元聯(lián)合的方式，通過IEC61850-9-2協(xié)議，進行采樣值傳輸。

3 提高繼電保護系統(tǒng)可靠性的措施和建議

3.1 開啟源端維護

當前大部分變電站已經(jīng)實現(xiàn)無人值守，為快速及時處理變電站事故，可考慮在集控中心開啟源端維護。智能化變電站通訊是基于IEC61850協(xié)議，這一協(xié)議具有良好的互操作性，不同設備供應商之間可以互相讀寫，這就為源端維護提供了實現(xiàn)的基礎。僅需在變電站的站控層網(wǎng)絡和過程層網(wǎng)絡與集控中心之間，開通一個基于IEC61850協(xié)議的通道，即可實現(xiàn)。便于繼電人員快速處理變電站事故，更有利于準確定位原因，更及時消除隱患，提高變電站運行的可靠性。

3.2 智能變電站繼電保護系統(tǒng)智能報警

當前，智能化的變電站中，實現(xiàn)繼電保護，需要對變電站中的故障進行預警、檢測以及報警。其中智能報警工作比較重要。實現(xiàn)變電站的智能報警，主要分為以下幾個環(huán)節(jié)：

（1）當智能變電站中出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置能夠對站內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進行總結。這個時候，智能報警體系還需針對變電站內(nèi)部的各個指定時間的信息，數(shù)據(jù)以及潛在的風險進行分析判斷，為整個體系的正常運行創(chuàng)造基礎。

（2）電網(wǎng)故障的初步診斷。在電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)問題時，需要對其進行故障初步判斷，在實際判斷環(huán)節(jié)，我們要結合現(xiàn)實情況，采用切實的方法對智能變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行對比，并且需要安排專業(yè)的人員來進行此項操作，最終獲取較為準確的信息，并提供出比較詳細的故障報告。之后我們可以參照多年來實踐工作中積累的經(jīng)驗研究引發(fā)故障的原因，針對正常運行的智能變電站開展研究，并且將變電站的警報信息劃分為幾個不同的種類，諸如：問題信息、位置變化信息，運行故障信息等等。

（3）系統(tǒng)的跳閘保護，當系統(tǒng)開關處于打開狀態(tài)中，保護裝置跳閘，信息能夠對電網(wǎng)裝置問題進行反饋。

4 結束語

電能是民眾日常生活、工作、學習必不可少的能源之一。因此，繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性成為民眾關注的重點。現(xiàn)如今絕大多數(shù)的電力網(wǎng)絡都已經(jīng)使用了智能變電站，這個結構在整個電能系統(tǒng)中的作用是非常顯著的，智能變電站想要高效的實現(xiàn)穩(wěn)定的運轉，必須要重視繼電保護系統(tǒng)性能的改進和提高，繼電保護系統(tǒng)實現(xiàn)了信息化和智能化，才能保證智能變電站的正常運行。

參考文獻

[1]王勝男.智能變電站繼電保護系統(tǒng)及可靠性研究[J].科技資訊，2017（07）：47-48.

[2]黃雅宣.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].通訊世界，2017（08）：177-178.

[3]湯軍.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析[J].低碳世界，2016（30）：75-76.

作者單位

南京南瑞繼保電氣有限公司 江蘇省南京市 211111