薛磊

摘 要：變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠運行，對整個電網(wǎng)而言都具備著十分重要的意義與作用，也正因如此，做好智能變電站的繼電保護工作儼然已經(jīng)成為確保電力系統(tǒng)安全、可靠供電的重要前提條件。該文筆者即從智能變電站繼電保護系統(tǒng)結構入手，并就如何提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行粗淺的探討。

關鍵詞：智能變電站 繼電保護 可靠性

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0037-02

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對繼電保護也提出了更高的要求，這是因為繼電保護系統(tǒng)的可靠性對整個智能變電站的安全穩(wěn)定運行有著直接的影響。所以，加強對繼電保護系統(tǒng)可靠性的研究則十分必要。該文筆者對智能變電站繼電保護系統(tǒng)進行粗淺的探討與分析，提出提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的具體對策，以期通過該文筆者的粗淺闡述為廣大同行在今后的電力工作中提供有益的借鑒。

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的結構及其原理

1.1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的結構

通過分析，可以看到，在智能變電站中繼電保護系統(tǒng)結構主要分為以下四種模式：第一，“直采直跳”模式?！爸辈芍碧蹦Ｊ较轮饕€路、母線和主變保護系統(tǒng)三種結構，其中保護設備采樣和跳閘通過光纖直連實現(xiàn)，僅示意與保護功能相關的光纖鏈路和部分支路；第二，“網(wǎng)采直跳”模式。分為SV和GOOSE獨網(wǎng)模式以及SV和GOOSE共網(wǎng)模式，兩種；第三，“直采網(wǎng)跳”模式，在該模式下主要是通過GOOSE網(wǎng)絡實現(xiàn)保護設備采樣、跳閘；第四，“網(wǎng)采網(wǎng)跳”模式。主要通過網(wǎng)絡思想保護系統(tǒng)的采樣、跳閘，并按SV和GOOSE是否共網(wǎng)兩種模式進行考慮。

1.2 智能變電站繼電保護可靠性原理分析

所謂的可靠性，就是指元件系統(tǒng)能過在一定的環(huán)境范圍、時間范圍內(nèi)，無故障的完成規(guī)定功率。在實際運行中，主要通過以下3個指標，對智能變電站繼電保護可靠性進行衡量：第一，可靠度。主要是指系統(tǒng)及元件在規(guī)定條件之內(nèi)，在有限時間之內(nèi)，實現(xiàn)規(guī)定功率的概率，是考察一個系統(tǒng)可靠性的重要指標之一；第二，可用性。主要是指系統(tǒng)或者其他設備在較長時間之內(nèi)，能夠完成所規(guī)定功能的能力，簡而言之，就是其系統(tǒng)修復能力，如果系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時，能夠快速自動修復，是具備較高可靠性的；第三，平均失效時間。是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下穩(wěn)定運行到下一次發(fā)生故障的平均時間。而通過對上述三個指標則可以清楚的對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行正確的反映，從而采取有效的防護措施。

2 提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的具體對策

2.1 做好過程層中的繼電保護

在這個階段，應該實現(xiàn)迅速跳閘這一系統(tǒng)功能，且對變電站中的母線、變壓器、輸電線路等電器設備進行全方位的保護，從而將電力系統(tǒng)的實際運行風險降至最低，給予電力調(diào)度系統(tǒng)必要的保護。而在保護功能的把握上應該盡可能的簡化系統(tǒng)保護設備與系統(tǒng)保護裝置。通常而言，當主保護定值中存在較小的波動性時，電力系統(tǒng)在具體運行過程中發(fā)生相應變化之后，繼電保護不會發(fā)生改變，這正是繼電保護系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要體現(xiàn)。但由于在智能變電站中往往存在著大量的一次設備，所以在繼電保護上，其在開關的設計上也必須要與硬件進行區(qū)分，給予相對獨立的保護，從而實現(xiàn)對變電站母線、輸電線路的保護。就相同的輸電線路而言，針對獨立采樣，可以利用不同的開關電流給予實現(xiàn)，并在調(diào)整的過程中用主保護的通信口予以實現(xiàn)，進而對系統(tǒng)電流進行綜合把握。在實際繼電保護工作中，可以用一個多端的線路保護對智能變電站中的變壓器保護以及母線保護進行定義，在對站內(nèi)保護裝置進行同步采樣，在采樣時，在變電站主站采樣的基礎上，實施調(diào)整，對采樣數(shù)據(jù)的適用性和可靠性上予以保證。

2.2 做好間隔層中的繼電保護

要想做好間隔層中的繼電保護，確保繼電保護系統(tǒng)的可靠性，就必須將雙重化裝置應用到變電站繼電保護系統(tǒng)之中，對后備保護進行集中配置。后備保護系統(tǒng)能夠為變電站提供后備設備的保護以及開關失靈保護，同時，還能夠對相鄰范圍內(nèi)的相連線路以及對端母線進行保護，從而在后備電流基礎上，對電網(wǎng)運行的問題以及故障進行準確的診斷，對跳閘問題提出有效的解決對策。此外，還可以在全站的全部電壓中將等級集中配置，在技術上進行調(diào)整，在電網(wǎng)運行的具體情況功能予以適應。并且，可以在電網(wǎng)運行具體情況的基礎上，將幾套運行方案事先設定出來，進而有效的分析站內(nèi)的電網(wǎng)系統(tǒng)，將最佳的運行方案選擇出來，對智能變電站的繼電保護功能予以實現(xiàn)。

2.3 增加系統(tǒng)的冗余性

通過分析，可以清楚的看到，進一步增加系統(tǒng)的冗余性，對確保繼電保護系統(tǒng)的安全、可靠運行有著至關重要的影響。所以，要想確保繼電保護系統(tǒng)的可靠性就必須進一步增加系統(tǒng)的冗余性，具體可從以下兩個方面入手：第一，以太網(wǎng)交換機中的數(shù)據(jù)鏈路層技術為實現(xiàn)變電站自動化實時監(jiān)控提供了支持和幫助，通過利用多種模式，能夠實現(xiàn)不同的目標；另一方面，網(wǎng)絡架構需求，網(wǎng)絡架構需求是由三個基礎網(wǎng)絡構成的，實現(xiàn)提高變電站繼 電保護系統(tǒng)可靠性目的?？偩€結構通過交換機實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳送任務，能夠有效減少接線，但是，相比較而言，其冗余度較差，在使用過程中，需要延長時間來增加其敏感度以達到目的。環(huán)形結構與總線結構類似，其環(huán)路上的任意一點都能夠提供不同程度的冗余，將其與以太網(wǎng)交換機有機結合，能夠出現(xiàn)管理交換機，也就是生成樹協(xié)議，這種結構能夠為繼電系統(tǒng)運行提供物理中斷的冗余度，并將網(wǎng)絡重構控制在一定時間范圍內(nèi)，然而，環(huán)形結構在使用過程中存在的弊端主要是收斂時間問題，收斂時間較長，無法快速完成任務，影響系統(tǒng)重構；最后，星型結構，星型結構是一種等待時間較短的結構，比較適用于較高場合，沒有冗余度，但是，如果主交換機在運行過程中，出現(xiàn)故障，會影響信息傳送，相比之下，其可靠性較低，不建議推廣和普及。因此，變電站在選擇繼電保護系統(tǒng)網(wǎng)絡構架時，需要結合自身實際情況，比較優(yōu)勢和缺點，選擇合適的網(wǎng)絡架構，提高繼電保護系統(tǒng)可靠性。

2.4 增強環(huán)形結構母線的可靠性

正是因為環(huán)形結構本身就是極具可靠性的結構，所以，將環(huán)形結構運用到母線保護裝置之中對確保繼電保護系統(tǒng)可靠性有著十分重要的作用。所以，在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中應該做好環(huán)節(jié)結構的應用且進一步增強環(huán)形結構母線保護的可靠性。通過分析并采取最小路節(jié)點歷法計算可知，傳統(tǒng)結構的母線保護可靠性較低，環(huán)形網(wǎng)絡結構母線保護可靠性能夠滿足繼電保護系統(tǒng)可靠性要求，各項指標有明顯提升，另外，環(huán)形結構對元件損害較小，能夠大大提高繼電系統(tǒng)安全、可靠性。在變電站繼電保護系統(tǒng)母線保護裝置中融入環(huán)形結構能夠實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)可靠運行的目標。

3 結語

綜上所述，該文筆者通過對智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的分析與探討，也是希望進一步闡述繼電保護工作的重要性，做好繼電保護系統(tǒng)運行對整個電網(wǎng)的重要意義。從而在今后的電力工作中，不斷的總結錯誤，積累經(jīng)驗，將先進的科學技術運用到智能變電站繼電保護工作之中，從而進一步推動我國智能變電站繼電保護工作能夠向著更為科學、合理的方向不斷的前進。

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