汪鳳鳳 焦磊 周慧源 張明泉 王琳

摘 要：本文首先簡(jiǎn)要闡述了智能變電站和繼電保護(hù)的概念和作用，然后分析提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性時(shí)有哪些技術(shù)要點(diǎn)，最后提出了五點(diǎn)提高智能變電站繼電保護(hù)的方法，幫助電力企業(yè)有效地進(jìn)行智能變電站的繼電保護(hù)。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；可靠性

引言：隨著技術(shù)的提高和社會(huì)的需要，很多行業(yè)都大量使用信息化技術(shù)提升自身的技術(shù)水平，催生出大量的全新產(chǎn)品。智能變電站就是在傳統(tǒng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，加入了智能化結(jié)構(gòu)，為了保證智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，需要提高其繼電保護(hù)可靠性。

一、智能變電站和繼電保護(hù)

1.1 智能變電站

智能變電站運(yùn)用了電子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)二次系統(tǒng)，采集電力系統(tǒng)內(nèi)部的信息，對(duì)電力系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，最后發(fā)出指令控制電力系統(tǒng)。這種方式充分利用了電力系統(tǒng)信息，依靠智能化的程序?qū)ο到y(tǒng)做出正確判斷，從而實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化管控。智能變電站的最大優(yōu)勢(shì)就在于，它利用了數(shù)字化的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息交互，使得其能夠獲得更多的信息，從而對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行檢修和調(diào)整，保證電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)地進(jìn)行電力輸送。智能變電站依靠先進(jìn)的電子式互感器，能夠?qū)χ車碾妷骸㈦娏鬟M(jìn)行準(zhǔn)確的采集，然后以數(shù)字信號(hào)的形式傳入變電站中，比傳統(tǒng)的互感器更加高效。

1.2 繼電保護(hù)

智能變電站的繼電保護(hù)分為過(guò)程層和間隔層，繼電保護(hù)系統(tǒng)中的主要元件有交換機(jī)、合并單元、網(wǎng)絡(luò)接口和電子互感器等。在電路運(yùn)行時(shí)，智能變電站將采集到的信息進(jìn)行匯總和分析，并將結(jié)果和命令傳給繼電保護(hù)系統(tǒng)，繼電保護(hù)系統(tǒng)指令，操作斷路器的跳合閘[1]。繼電保護(hù)的目標(biāo)是保證變電站在固定的時(shí)間范圍內(nèi)完成規(guī)定的功率，繼電保護(hù)的可靠性可以分為可修復(fù)和不可修復(fù)兩種。在進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)工作時(shí)，可以使用一些公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)系統(tǒng)單元和子單元進(jìn)行調(diào)整，來(lái)保護(hù)變電站的可靠性。

二、提高智能變電站繼電保護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 保證電子裝置的可靠性

智能變電系統(tǒng)有很多電子裝置，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行狀態(tài)都和電子裝置的關(guān)系十分密切，而在實(shí)際的工作當(dāng)中，很多外界因素和內(nèi)部因素都會(huì)導(dǎo)致電子裝置運(yùn)行不穩(wěn)定，比如潮濕的環(huán)境、變化的溫度等等，這些外界因素通常是難以控制的。為了保證其穩(wěn)定，通常會(huì)選擇穩(wěn)定性較高的電纜。

2.2 強(qiáng)調(diào)保護(hù)系統(tǒng)的時(shí)效性

保證系統(tǒng)的時(shí)效性能夠準(zhǔn)確傳遞各種信息，避免發(fā)出錯(cuò)誤的判斷，而繼電保護(hù)系統(tǒng)的時(shí)效性保護(hù)需要通過(guò)寶數(shù)字傳感器的準(zhǔn)確性來(lái)進(jìn)行。系統(tǒng)內(nèi)的信息傳播是會(huì)出現(xiàn)時(shí)間差的，主要源于交換頻率和傳播時(shí)間導(dǎo)致，繼電保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)有一定的延遲。為了減少這種由于交換器傳輸造成的誤差，可以由技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整，在采樣的過(guò)程中分析設(shè)備的誤差率，調(diào)整數(shù)據(jù)信息降低誤差的影響。

2.3 保證繼電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)

傳統(tǒng)變電站的一個(gè)最大問(wèn)題就在于互感器保護(hù)時(shí)間同步性很差，當(dāng)對(duì)做出調(diào)整時(shí)往往會(huì)有很大的延遲。相比之下，智能變電站擁有更加快速的信息傳播速度，延遲明顯降低，極大程度上實(shí)現(xiàn)了信息同步。智能變電站保證信息同步的方法是線路差動(dòng)和同期檢測(cè)，在采集不同變電站的信息時(shí)，智能化系統(tǒng)的終端都有很大的不同，比如終端的信息幅度和強(qiáng)度變化。因此，為了保證變電站的穩(wěn)定，還需要提高數(shù)據(jù)的同步性，在不同方面的數(shù)據(jù)同步的情況下，變電站才不會(huì)出現(xiàn)電壓過(guò)高或者電流過(guò)大的問(wèn)題。

三、提高可靠性的技術(shù)措施

3.1 過(guò)程層繼電保護(hù)

過(guò)程層的繼電保護(hù)能夠保證繼電器快速進(jìn)行跳閘，并且能夠保護(hù)變壓器、母線、輸電線路等設(shè)備，避免電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，保證對(duì)電力的及時(shí)調(diào)度和對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的保護(hù)。需要依靠電力調(diào)度系統(tǒng)的保護(hù)作用來(lái)簡(jiǎn)化配電裝置。在電路運(yùn)行時(shí)，主保護(hù)定值的波動(dòng)相抵比較小，在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，主保護(hù)定制的變化也不太大，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)營(yíng)[2]。在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，有很多一次性的設(shè)備，因此必須要實(shí)現(xiàn)硬件相分離，對(duì)不同的元件進(jìn)行隔離保護(hù)，從而提高對(duì)母線和輸電線路的保護(hù)效果。在保護(hù)輸電線時(shí)，可以使用不同開(kāi)關(guān)電源，并對(duì)這些開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行單獨(dú)采樣，成分使用主保護(hù)通信口對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行調(diào)整，來(lái)全面掌握電流的情況。還可以使用多段輸電線路來(lái)保護(hù)智能變電站中的變壓器和母線，采用跟蹤采樣的方法，對(duì)保護(hù)的電路進(jìn)行采樣，為了提高采樣的準(zhǔn)確性，還需要在采樣過(guò)程中根據(jù)主站的采樣結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

3.2間隔層繼電保護(hù)

為了提高對(duì)智能變電站的繼電保護(hù)水平，可以采取雙重化的模式集中配置變電站的繼電保護(hù)。首先需要后背設(shè)備能夠承接開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)功能，以此為起點(diǎn)，保護(hù)周圍的連接線路和對(duì)端母線，并很對(duì)電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障種類做出判斷，制定出合理的跳閘策略，充分保護(hù)電路。同時(shí)，還要對(duì)全站進(jìn)行集中的等級(jí)配置，配置之前要制定多套方案，并根據(jù)變電站的實(shí)際情況，對(duì)方案的合理性和可行性進(jìn)行分析，選出和變電站自身情況最符合的方案，有效通過(guò)繼電保護(hù)來(lái)保護(hù)整個(gè)智能變電站。

3.3環(huán)形結(jié)構(gòu)母線保護(hù)

環(huán)形結(jié)構(gòu)是一種非?？煽康慕Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在繼電保護(hù)中經(jīng)常使用，并且，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，該結(jié)構(gòu)往往對(duì)整個(gè)短路系統(tǒng)的運(yùn)行都有十分關(guān)鍵的作用。并且，保證智能變電站的母線結(jié)構(gòu)，并不會(huì)使用太多的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這時(shí)一般都是采用了環(huán)形結(jié)構(gòu)來(lái)滿足智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的需求。如果在繼電保護(hù)系統(tǒng)中使用環(huán)形結(jié)構(gòu)，能夠有效提升整個(gè)系統(tǒng)的各種不同的指標(biāo)，并且，環(huán)形結(jié)構(gòu)可以保證電力的穩(wěn)定，降低元器件自身在工作期間的損害，降低了故障率，提升了可靠性。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，加入了環(huán)形保護(hù)裝置的智能變電站，其余性穩(wěn)定性、可靠性和安全性都是更高的。

3.4 提升對(duì)變壓系統(tǒng)的保護(hù)

運(yùn)行中的智能變電站為了保證安全和輸電的穩(wěn)定，通常會(huì)對(duì)變電站的電壓額度進(jìn)行限制，如果沒(méi)有有效的控制電壓，就很可能出現(xiàn)電壓過(guò)載或者電壓不足，變電站就變得不再穩(wěn)定，因此必須要對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，來(lái)保護(hù)變電站。智能變電站中的電壓調(diào)節(jié)功能來(lái)自于變電站的變壓系統(tǒng)，為了能夠提升智能變電站的電壓控制，就需要提高對(duì)變壓器的保護(hù)[3]。可以應(yīng)用合理的分布式配置來(lái)構(gòu)成配電保護(hù)系統(tǒng)，充分分散變壓系統(tǒng)面臨的工作壓力，避免因?yàn)檎{(diào)解過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)大的壓力情況導(dǎo)致智能變電站無(wú)法正常運(yùn)行，從而保證變壓系統(tǒng)的安全性。相關(guān)人員還可以在后背裝置繼電保護(hù)期間使用集中配置的方法，或者結(jié)合實(shí)際的用電情況和變電站的需求，對(duì)配制方法進(jìn)行調(diào)整，提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

3.5 提高工作人員的水平

智能變電站的繼電保護(hù)裝置已經(jīng)經(jīng)過(guò)了很多年的發(fā)展，但是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加入到其中在一定程度上已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的繼電保護(hù)理念，就像上文提到的，很多信息都采取了數(shù)字化的方式進(jìn)行表述，工作人員必須要熟悉數(shù)字化的原理和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，并且掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)和電氣通信技術(shù)，才能在繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)有效處理，需要對(duì)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)時(shí)依然可以較好的進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，保證工作效率。

結(jié)束語(yǔ)：當(dāng)下，人們的正常生活十分依賴于電力，如果電力輸送不利，無(wú)論是普通的生活活動(dòng)還是生產(chǎn)活動(dòng)、商業(yè)活動(dòng)都會(huì)受到巨大的影響。還需要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)智能變電站的繼電保護(hù)研究，保證它的穩(wěn)定運(yùn)行，讓電力繼續(xù)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]馮迎春. 提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的措施分析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017（20）：35-36.