關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

郝怡丹 薛真

摘要：近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全社會范圍內(nèi)的用電量急劇增加，傳統(tǒng)的變電站在運(yùn)行過程中對繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢測不足，常常導(dǎo)致供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性無法得到有效的保障。智能變電站具有較強(qiáng)的自動化作業(yè)功能，能夠有效檢測出繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行故障，為后續(xù)的檢修、維護(hù)提供有益的指導(dǎo)。智能化技術(shù)在變電站中的有效使用，給繼電保護(hù)工作的開展指明了方向、思路，以及路徑。對傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法與智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢測方法進(jìn)行了對比闡述，希望能夠給相關(guān)的工作人員提供參考啟示，推動我國智能變電站繼電保護(hù)檢測工作的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);可靠性分析

引言

近年來，隨著電網(wǎng)快速建設(shè)，越來越多的智能變電站投入運(yùn)行。區(qū)別于傳統(tǒng)變電站中的保護(hù)裝置，智能站的繼電保護(hù)裝置有著很大改變，其運(yùn)行維護(hù)手段也不能一概而論。目前，將狀態(tài)檢修應(yīng)用于一次設(shè)備方面的研究和實(shí)踐成果頗豐。在借鑒此經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了智能站繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修策略，可以為智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修工作的開展提供了理論支持和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1智能變電站概述

智能變電站是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與電力事業(yè)有效融合的體現(xiàn)，所以從定義角度進(jìn)行分析，智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成和環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測等基本功能，同時(shí)，具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動等高級功能的變電站，所以相比于傳統(tǒng)變電站來說，智能變電站的功能更加全面，工作優(yōu)勢明顯，以下將從三個(gè)角度入手進(jìn)行分析：a.結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，在傳統(tǒng)變電站當(dāng)中，雖然具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但由于其特點(diǎn)并不明顯，在一次和二次設(shè)備之間多數(shù)以采用電纜的硬接點(diǎn)、后臺的通信方式為主要采集和傳輸信息的手段，所以工作效率較低，而反觀智能變電站，由于每個(gè)設(shè)備之間都與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互連通，所以各層均使用網(wǎng)絡(luò)方式對信息進(jìn)行收集和傳輸，所以信息的共享效果較好，能夠極大程度的提高電網(wǎng)的智能化水平。b.二次設(shè)備的布置方式，在傳統(tǒng)變電站當(dāng)中，二次設(shè)備的布置方式主要是通過微機(jī)保護(hù)，將交流的輸入組件、A/D轉(zhuǎn)換組件、保護(hù)邏輯CPU、開入/開出等組件集成到一起，而智能變電站的二次設(shè)備布置方式僅需要對一次設(shè)備和二次設(shè)備重新進(jìn)行定位，將保護(hù)裝置交流的出入組件與A/D轉(zhuǎn)換組件結(jié)合成為一個(gè)合并單元，并將其放在就地的TA和TV周圍。c.保護(hù)接口，傳統(tǒng)變電站的保護(hù)接口兼容度較低，從實(shí)際情況來看，多數(shù)傳統(tǒng)變電站僅能夠支持5A或100V類模擬量接口，所以相對具有一定局限性，而智能變電站的保護(hù)接口除卻能夠支持點(diǎn)對點(diǎn)模式外，還能夠支持GOOSE模式下SV和GOOSE模式下接口，所以工作相對靈活高效。

2智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性

2.1確定智能站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修策略

建立狀態(tài)指標(biāo)集可以發(fā)現(xiàn)其中包含了眾多指標(biāo)，且不同指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。目前，應(yīng)用較多的多狀態(tài)指標(biāo)模型主要為比例失效模型和模糊評價(jià)模型，二者之間各有各的優(yōu)劣，從下面四個(gè)指標(biāo)上選取最優(yōu)模型。（1）模型計(jì)算精度：模糊評價(jià)模型主要使用了模糊數(shù)學(xué)理論，在判斷中會受到經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向的作用，主觀性較強(qiáng)，極其容易接收專家經(jīng)驗(yàn)的不良影響，結(jié)果有時(shí)會出現(xiàn)較大偏差。但是，比例失效模型是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的模型，模型中使用了大量的歷史客觀數(shù)據(jù)?；谶@些歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的結(jié)果具有較強(qiáng)的客觀性和可靠性，不像模糊評價(jià)模型一樣受到專家經(jīng)驗(yàn)的不良影響，精度較高。（2）模型計(jì)算速度：模糊評價(jià)模型的計(jì)算方法運(yùn)用到了權(quán)重集理論，即層次分析法和主成分分析法。計(jì)算中各類關(guān)系矩陣較為麻煩，且建立狀態(tài)指標(biāo)的隸屬函數(shù)需要使用專家經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算速度較慢。而比例失效模型的計(jì)算過程中，運(yùn)用到了極大似然估算法，在初值不太好的情況下可能出現(xiàn)不收斂的情況。雖然計(jì)算方法相較于模糊評價(jià)模型較快，但是出現(xiàn)不收斂的情況勢必會影響計(jì)算結(jié)果。（3）模型計(jì)算結(jié)果：模糊評價(jià)模型運(yùn)用的計(jì)算方法會導(dǎo)致其計(jì)算結(jié)果是一串離散閾值，沒有時(shí)間性，與現(xiàn)場的實(shí)際情況不符。而比例失效模型由于其計(jì)算方法，可以得到一個(gè)隨著時(shí)間不斷變化的動態(tài)閾值，于現(xiàn)場實(shí)際情況極其吻合，滿足設(shè)備狀態(tài)隨著時(shí)間不斷惡化的這一特性。

2.2加強(qiáng)繼電保護(hù)設(shè)備管理力度

由于設(shè)備對于繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮功能具有決定性作用，所以電力企業(yè)則應(yīng)當(dāng)從影響設(shè)備的主要因素入手加強(qiáng)管理意識。在繼電保護(hù)設(shè)備的應(yīng)用當(dāng)中，首先應(yīng)當(dāng)把控設(shè)備采購質(zhì)量，確保設(shè)備能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并符合本變電站工作需求，在設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)通過多次調(diào)試，驗(yàn)證設(shè)備的穩(wěn)定性和工作水平，由于設(shè)備長期處于外界環(huán)境工作，所以還應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件等因素，建設(shè)防護(hù)措施，降低風(fēng)險(xiǎn)，管理人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的布置和應(yīng)用，提高對設(shè)備故障的發(fā)現(xiàn)能力和解決速度，并且在設(shè)備的使用周期當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)有針對性的制定維修和養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，對設(shè)備所存在的隱患排查和處理，提高設(shè)備的工作效率和使用壽命。

2.3優(yōu)化智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)選取更加具有可行性和針對性的保護(hù)模式，在間隔型保護(hù)模式中，可以選擇直采直跳，而如果是多間隔型保護(hù)，則可以通過SV或GOOSE模式。在電壓限定延時(shí)的情況下，則需要確保系統(tǒng)能夠在過負(fù)荷的情況下發(fā)出警報(bào)，以便于維修工作及時(shí)展開。此外，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的間隔層和站控層中，除卻需要通過斷路器實(shí)現(xiàn)自動開斷外，還應(yīng)當(dāng)開啟后備的保護(hù)系統(tǒng)，避免由于開關(guān)失靈導(dǎo)致保護(hù)工作缺乏有效性和及時(shí)性。針對繼電保護(hù)系統(tǒng)所進(jìn)行的故障檢測工作，需要工作人員能夠?qū)萍荚O(shè)備良好的應(yīng)用，通過設(shè)備的可視化功能，更加直觀的發(fā)現(xiàn)故障情況，以便于制定針對性的解決方案。

結(jié)語

建立了智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)指標(biāo)集，提出了智能站繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修策略，為智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修工作的開展提供了理論支持和實(shí)踐基礎(chǔ)。

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