智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析

邢保玲 牛太煜 張潔瓊 高穎

摘 要：電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分就是繼電保護系統(tǒng)，繼電保護系統(tǒng)不但能夠保證電力系統(tǒng)的正常運行，還能消除那些不確定因素帶來的影響。作者簡述了智能變電站中的繼電保護系統(tǒng)，對提升繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性的方法進行相關研究，希望能夠為提升繼電保護系統(tǒng)穩(wěn)定性提供一點參考。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;可靠性;改進措施

引言

隨著科學進步與技術發(fā)展，社會對用電量與用電可靠性提出了更高要求，必須建立一個更可靠、高效、兼容、互動的智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是通過智能變電站組成的，智能變電站對于整個電力系統(tǒng)來說是重要的一個組成部分。對于智能變電站，繼電保護是安全運行的第一道防線，各類型的保護裝置可以在電網(wǎng)或設備出現(xiàn)故障時快速動作出口，對故障進行最小范圍的切除，并對故障過程進行錄波，將故障信息、動作情況上傳至監(jiān)控系統(tǒng)?；诖耍疚膶χ悄茏冸娬纠^電保護優(yōu)點、關鍵元件、配置與整定要求、提升可靠的措施等進行了研究分析。

1智能變電站繼電保護優(yōu)點分析

與傳統(tǒng)常規(guī)變電站相比，智能變電站有顯著的優(yōu)勢：光纖組網(wǎng)代替了傳統(tǒng)的二次電纜。變電站中的一次設備與二次設備之間、二次設備與其它二次設備之間都需要有信息交互以及信號傳輸，可以使用先進的光纖傳輸技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二次控制電纜，不僅提高了通信效率，而且大大減少了電纜的使用數(shù)量，降低了變電站的投資成本。信息傳輸更加便捷。在常規(guī)變電站中，不同廠家設備之間的通信兼容性比較差，執(zhí)行的通信協(xié)議也不同，智能變電站采用統(tǒng)一的規(guī)約，對監(jiān)控信息、控制信息、保護信息、測量信息等都可以進行統(tǒng)一的處理和控制，提升了各種信息的可靠性與完整性?？梢越鉀Q常規(guī)變電站中的難題。

2智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的重要意義

電器元件在單位時間內(nèi)、特定的環(huán)境下完成規(guī)定功率，并且不發(fā)生任何故障，這就能夠代表這個元件的可靠性。電網(wǎng)的智能化建設過程中變電站是最為關鍵的節(jié)點，繼電保護系統(tǒng)的智能化程度以及運行穩(wěn)定性對于變電站運行的穩(wěn)定程度產(chǎn)生直接的影響。變電站的智能化實現(xiàn)一般通過兩個途徑，信息及網(wǎng)絡技術的方式，其中有很多的電子元件及智能設備，并且所有的元件及設備都必須安全、穩(wěn)定、可靠。變電站運行的客觀條件、數(shù)據(jù)及環(huán)境因素發(fā)生一定的變化都會影響整個電力系統(tǒng)的運行，繼電保護系統(tǒng)會在故障發(fā)生的第一時間發(fā)揮其隔離的作用，讓整個系統(tǒng)規(guī)避電壓、電流帶來的危害，提升整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。所以，繼電保護系統(tǒng)穩(wěn)定性直接關系到整個電力系統(tǒng)的運行，必須著力于提升其可靠性。

3智能變電站繼電保護系統(tǒng)

從實用功能的角度出發(fā)，可以將智能變電站分成三個層面，分別是：間隔、過程以及站控層。間隔層利用計量、測控、保護等一些列設備對本間隔一次設備進行相關操作，全面的收集信號并把相關信息傳輸?shù)秸究貙?過程層實際上是數(shù)字化接口，對接一次設備，其中包含很多設備，例如智能終端、合并單元等;站控層的主要功能是建立與遠端控制中心的聯(lián)系，控制全站一二次設備?！爸辈芍碧笔钱斍拔覈闹悄茏冸娬局惺褂梅秶容^廣泛的一種繼電保護模式。繼電保護模式一般可以分為三種，分別是直采直跳變壓器、母線、線路。其中傳輸采集信號采用的都是光纜，只有智能終端和斷路器間不是，其采用的是控制電纜。

4提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性策略

4.1改用雙A/D系統(tǒng)加入合并單元

合并單元是整個系統(tǒng)中比較重要的一種設備，主要的任務是采集相關信息。它的實際應用情況對于整個系統(tǒng)造成的影響遠大于別的元件。在相關的智能化進程中，一個合并單元MU以及電子式互感器就能夠完成所有信息的收集過程，為了增強這些所收集到信息的可靠程度，所有的采樣合并單元都應該加入兩個A/D系統(tǒng)，這樣單個合并單元就能夠產(chǎn)生兩個采樣值，讓合并單元擁有更為穩(wěn)定、準確的采樣值輸出效率，不會發(fā)生采樣信息的錯誤，也就規(guī)避了因此產(chǎn)生的保護失敗問題，很大程度上提升繼保系統(tǒng)的可靠程度。

4.2智能站繼電保護配置與整定要求

智能變電站繼電保護應滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，在滿足這四個要求的基礎之上，還應提高繼電保護的智能化水平，從而實現(xiàn)二次系統(tǒng)整體功能的提升。智能變電站繼電保護的特點是直采直跳，也就是直接采樣、直接跳閘，直接采樣是指保護裝置不經(jīng)過交換機而是以光纖點對點的方式進行采樣值傳輸;直接跳閘是指保護裝置不經(jīng)過交換機而是以光纖點對點的方式進行跳合閘信號的傳輸，保護裝置之間的閉鎖和啟失靈等信號通過GOOSE組網(wǎng)的方式。保護裝置的各項功能應滿足可靠性的要求，包括智能終端、合并單元、交換機等，裝置內(nèi)部的各個元器件損壞均不能造成保護裝置的拒動和誤動，保護裝置的各項功能也不能由外部裝置來實現(xiàn)。保護裝置與合并單元、智能終端等二次設備之間通過GOOSE組網(wǎng)傳輸，雙重化配置的保護裝置之間應相互獨立，不進行信息交互，保護裝置應接入站內(nèi)間隔層與站控層，確保保護裝置的動作信息、故障錄波等信息上傳，實現(xiàn)變電站故障信息的綜合分析決策。

4.3智能變電站繼電保護異常處理

智能變電站內(nèi)的繼電保護種類繁多，同類型設備的廠家也不同，不同廠家設備的操作、機制也不同，需要細致的了解各類設備的異常處理、停電檢修方法。一般來說，智能變電站繼電保護裝置可分為線路保護、變壓器保護、斷路器保護、母線保護、電容器保護、電抗器保護、故障錄波器、保護信息子站等。繼電保護常見的異常有裝置插件異常、采用異常、開入異常、開出異常、電源異常、對時異常、參數(shù)異常、通道異常、通信異常等。

結語

綜上所述，分析智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性，是從智能變電站繼電保護系統(tǒng)本身出發(fā)，探究提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的有效辦法，進而推動智能變電站繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性提升，保障電力系統(tǒng)的長久、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]陳永剛.智能變電站繼電保護研究[J].天津科技，2019（7）：15-16.

[2]王佳楠.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性[J].電子技術與軟件工程，2020（6）：219-22.