李偉華

摘要：闡述智能變電站的繼電保護系統(tǒng)，確保智能變電站的安全，提升繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定，相關管理措施和技術手段，實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)可靠運行。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;系統(tǒng)可靠性

引言

伴隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，國家電網(wǎng)體系的建設也在科學技術的推動下取得了長足發(fā)展。目前，智能變電站以其低成本、安全與高效的特點，在我國電力工業(yè)中得到廣泛的應用和推廣。智能化變電站運行過程中，繼電保護設備的運行高效率、穩(wěn)定性與可靠性是其運行的保證。因此，對智能變電站繼電系統(tǒng)設備的運行維護研究具有十分重要的意義，也是智能變電站持續(xù)發(fā)展與進步的保證。

1智能變電站繼電保護系統(tǒng)模型概述

1.1智能變電站

將網(wǎng)絡通訊技術作為變電站的二次系統(tǒng)控制，對變電站進行數(shù)據(jù)采集、控制和檢測，進一步將電網(wǎng)數(shù)字化、智能化與自動化，即為變電站的智能化運行模式。智能變電站的主題模塊主要為高級設備維護模塊、數(shù)字信息采集模塊、集成信息應用程序與網(wǎng)絡信息交互模塊等。智能變電站的網(wǎng)絡模式對繼電保護系統(tǒng)進行控制，對繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有很大影響。使用網(wǎng)絡控制跳閘方式的智能變電站，具有較長的控制路徑，并且硬件較多，連接方式復雜，這就需要使用通過設備少、結構相對簡單的控制方式來提高繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2智能變電站繼電保護系統(tǒng)結構

合并單元通過接收帶時間戳的電子變壓器發(fā)送的采樣信息，實現(xiàn)對過程層的采樣和傳輸，并將數(shù)據(jù)傳輸至繼電保護裝置。從常規(guī)的電磁變壓器結構來看，電子變壓器的優(yōu)勢很明顯，包括無磁飽和、測量精確度高、經(jīng)濟性高、體積小巧、數(shù)字化程度高、安全可靠性高等。根據(jù)傳感器頭的電源不同，電子變壓器可以分為主動型和被動型。合并單元后的電子變壓器發(fā)送的采樣數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對過程層數(shù)字信息采集和傳輸，同時把信息傳輸?shù)嚼^電保護系統(tǒng)中，通過交換機可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層與數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)交換。近年來，交換技術在不斷地進步更新，數(shù)據(jù)傳輸技術也日益發(fā)展，同時網(wǎng)絡智能單元的通信效率也不斷地取得進步。若將電路中的邏輯開關進行適當?shù)卦O置，智能化電網(wǎng)的可靠性也就會相應增加，這種智能化設備不僅可以對繼電器進行實時保護，也可以通過對設備參數(shù)的信息進行采集而對其運行情況進行反饋。熔斷器的實時情況也可以反饋出設備的故障信息，而智能終端不僅能接受控制斷路器的分閘命令，也可以將斷路器的實時動作進行反饋。

2智能變電站繼電保護的穩(wěn)定性

當今電力智能迅速發(fā)展，我國的智能變電站變得極為重要，其安全穩(wěn)定直接關系到人們的生活。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大部分實踐的智能變電站所受影響因素極多，很容易就造成供電異常的情況出現(xiàn)，給人們的生活帶來極大不便。此外，還會造成相關設備損壞的利弊，經(jīng)濟損失也不可避免。所以構建智能變電站繼電保護系統(tǒng)的同時，還需要使變電站中各種設備的穩(wěn)定運作得以保障，減少干擾因素的影響。這樣使繼電保護裝置的損害因素有所下降。在面對電力系統(tǒng)運行時的突發(fā)狀況，智能變電站可通過繼電保護來發(fā)出預警，讓相關技術人員對相關故障進行緊急處理，減少故障損失。如果相關故障發(fā)生在智能變電站，繼電保護設備會及時清除它們，將電網(wǎng)與故障節(jié)點分開，防止故障擴大，減少故障損傷范圍，為智能變電站提供有效的安全隔離。

3智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性提升策略

3.1優(yōu)化組網(wǎng)結構

在智能變電站中，通過對過程層交換機進行靜態(tài)組播、VLAN等技術進行流量控制，可以提高網(wǎng)絡帶寬利用率，減少交換機負載及網(wǎng)絡轉發(fā)延時，確保信息交換的時效性和有效性。以母差保護為例，母差保護和各間隔智能終端設備的信息交換量較大，對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的母線制定保護方案時，必須有效使用母差保護裝置收集智能終端的數(shù)據(jù)信息，為實現(xiàn)繼電保護目標構建良好基礎。但是實際工作中，技術并不能完美解決保護需求，使用該技術會導致母差保護裝置的實際容量降低，影響智能網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行。為此，應合理使用VLAN或靜態(tài)組播技術，降低網(wǎng)絡風暴發(fā)生的可能，確保保護信息交換的時效性和有效性，提升保護系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3.2完善自動報警功能

變電站運行過程中，如果系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障，就會自動發(fā)出警報，智能變電站的繼電保護裝置就能做出反應，通過識別智能變電站中相關電力數(shù)據(jù)和整理信息以及保存之后，再識別故障發(fā)生位置;系統(tǒng)的分析模塊會利用系統(tǒng)故障前后的運行數(shù)據(jù)，完成對故障的初步診斷工作，之后智能變電站內(nèi)部的繼電保護會跳閘以保護整個系統(tǒng)。報警裝置的運行速度和自動化水平有關，智能變電站建設中應該完善自動報警功能，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。必須加強對自動報警系統(tǒng)診斷和自動識別功能上的研發(fā)，提升對智能變電站故障問題的發(fā)現(xiàn)速度和診斷的準確性，保護智能變電站的同時也保護電力系統(tǒng)，避免電力系統(tǒng)受到故障問題的干擾，充分保證智能變電站運行的穩(wěn)定。

3.3優(yōu)化和完善保護配置方案

設計智能變電初期，應充分收集和分析系統(tǒng)資料，對全站繼電保護配置進行系統(tǒng)性論證。一般情況下，應對110kV（重要設備）及以上電壓等級設備配置雙套主保護，以提升繼電保護系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。以線路為例，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和通信網(wǎng)絡構架的完善，在高電壓等級電網(wǎng)線路上配備雙套縱聯(lián)差動保護越來越普遍?？v聯(lián)差動保護只有保護區(qū)內(nèi)故障時才動作，不存才與下一級線路配合的情況，可快速切除全線任何一點故障，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。通過優(yōu)化繼電保護系統(tǒng)配置方案，可提升變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.4優(yōu)化運維體系

智能變電站運維工作中，運維人員所使用的軟件、硬件都應使用標準的操作，而且要重視對智能終端柜操作過程中的關鍵點，減少設備因運轉過程中不利影響。對系統(tǒng)的維修和養(yǎng)護工作也要結合具體的工作內(nèi)容確定處理方法，電力系統(tǒng)內(nèi)部應結合自身變電站在智能技術選擇、應用方面的特點建立規(guī)范的操作手冊，加強日常工作中對系統(tǒng)的狀態(tài)評測等工作，利用核心技術提升系統(tǒng)的監(jiān)管水平。并且，智能變電站技術是在不斷發(fā)展的，因此在變電站技術水平不斷提升的同時，也要不斷更新運行維護標準，確保運維工作的質(zhì)量。

3.5過流電限定保護

智能變電站運行中會受到外界因素的干擾而出現(xiàn)電流過載的問題，容易引發(fā)線路或變電站相關一次設備出現(xiàn)過電流，也即電流過負荷，從而導致故障發(fā)生時繼電保護誤動或者拒動，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性等一系列問題。因此，可以在根據(jù)智能變電站中設計電壓限定延時，以實現(xiàn)每個間隔終端電流的準確測量，一旦發(fā)現(xiàn)負荷問題，及時對系統(tǒng)進行調(diào)整，實現(xiàn)對系統(tǒng)的過流電限定保護。

結語

隨著智能變電站技術的快速發(fā)展，不僅對可靠性的要求很高，而且對敏感性的要求也很高。通過優(yōu)化與現(xiàn)代化傳統(tǒng)的智能變電站的準備方法，以智能變電站作為電網(wǎng)建設的核心，在組織過程中進行對構建系統(tǒng)進行相應的管理，可以改善整體的穩(wěn)定性，提高智能變電站的總體技術水平。

參考文獻：

[1]司志舟，趙明明.智能變電站繼電保護全過程管理[J].工程技術研究，2017（07）：166+170.

[2]郭欣運.智能變電站繼電保護運行問題淺析[J].科技展望，2016，26（31）：88.

[3]張凱.電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術分析[J].城市建設理論研究（電子版），2019（16）：6-7.

[4]韓衛(wèi)恒，樊麗琴，慕國行.智能變電站繼電保護全過程管理[J].山西電力，2016（01）：35-38.