吳彬 鄧玉章

摘要：繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的最重要的防線，其在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能否實(shí)現(xiàn)可靠的動(dòng)作，以及非故障時(shí)可靠不動(dòng)作將對(duì)人身安全、設(shè)備安全產(chǎn)生著直接的影響?；诖耍疚姆治鎏嵘悄茏冸娬纠^電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的相關(guān)策略，發(fā)揮智能變電站在電力網(wǎng)絡(luò)中的重要作用，促進(jìn)電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);可靠性

1智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成

1.1電子式互感器

電子式的互感器是智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的重要組成部分，傳統(tǒng)的互感器一般為電磁結(jié)構(gòu)，電磁式互感器不能應(yīng)對(duì)數(shù)字化的電氣量測(cè)系統(tǒng)發(fā)展。因此采用電子式的互感器，電子式的互感器能夠準(zhǔn)確查找故障位置，實(shí)時(shí)保障保護(hù)裝置，而且能夠適應(yīng)智能化電網(wǎng)的需求，使電網(wǎng)系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定。從經(jīng)濟(jì)效果上分析，電子式互感器能夠利用光纜取代電纜，使得絕緣結(jié)構(gòu)更加的簡(jiǎn)單化。從設(shè)備的發(fā)展性上進(jìn)行分析，電子式的互感器能夠提供數(shù)字量的輸出，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備系統(tǒng)集成，促進(jìn)變電站實(shí)現(xiàn)智能化。

1.2合并單元

合并單元能夠?qū)^(guò)程層進(jìn)行采樣運(yùn)輸，通過(guò)接收時(shí)間標(biāo)記的電子式互感器傳輸額采樣信息，然后將這些采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)嚼^電保護(hù)設(shè)備之中。合并單元的優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，與此同時(shí)，因?yàn)楹喜卧恍枰駛鹘y(tǒng)繼電保護(hù)裝置一樣進(jìn)行非常復(fù)雜的接線工作，因此極大地節(jié)省了成本。智能終端則實(shí)現(xiàn)了斷路器的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以控制斷路器的開斷，還可以反饋斷路器的運(yùn)行狀況。

1.3交換機(jī)

交換機(jī)是智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的核心部件，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中，以交換機(jī)為核心設(shè)備的以太網(wǎng)能夠?qū)鹘y(tǒng)的保護(hù)系統(tǒng)代替，繼電保護(hù)裝置是變電站的大腦，交換機(jī)是智能變電站的中樞神經(jīng)。在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)中，交換機(jī)的主要功能夠建立在通信通道基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的交換。

1.4同步時(shí)鐘

同步時(shí)鐘可以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)信號(hào)采集和傳輸?shù)臅r(shí)序統(tǒng)一，從而智能電網(wǎng)在運(yùn)行的時(shí)候可以更加可靠、準(zhǔn)確。現(xiàn)在，同步時(shí)鐘主要是通過(guò)使用GPS對(duì)變電站的對(duì)時(shí)裝置進(jìn)行信號(hào)的接收，同時(shí)發(fā)出同步脈沖，這樣所有的裝置就都可以接收并且解出同步計(jì)時(shí)點(diǎn)及校正。

1.5智能終端

在電網(wǎng)電力系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多故障，為了實(shí)現(xiàn)故障檢修，需要引入智能終端。智能終端的出現(xiàn)能夠?qū)ο到y(tǒng)斷路器設(shè)備內(nèi)部的電、磁、溫度、機(jī)械等狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。該種基于智能終端的檢測(cè)，其故障預(yù)防性能比較高，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制。一般情況下，智能終端一方面能夠接收保護(hù)裝置傳來(lái)的跳合閘命令，另一方面也能夠?qū)嗦菲鞯膶?shí)時(shí)信息傳遞到站控層。

2提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的策略

2.1優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)維模式

（1）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在設(shè)定系統(tǒng)的時(shí)候，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，選擇新的網(wǎng)絡(luò)作為過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，能夠提升網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩?，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。在傳統(tǒng)的變電站系統(tǒng)設(shè)置中，冗余現(xiàn)象會(huì)造成資源浪費(fèi)，影響數(shù)據(jù)傳輸效率，因此，選擇單一采集的方式，減少二級(jí)系統(tǒng)的冗余情況，確保數(shù)據(jù)源統(tǒng)一，以繼電保護(hù)系統(tǒng)為中心設(shè)計(jì)智能變電站系統(tǒng)，能夠減少冗余，提升傳輸效率，降低采集延遲。（2）設(shè)計(jì)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)母線保護(hù)組網(wǎng)方案。母線保護(hù)組網(wǎng)方案主要是利用母差保護(hù)裝置，有效接收智能終端信息，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，但是從其運(yùn)行效果來(lái)看，母差保護(hù)裝置會(huì)影響母差保護(hù)容量，對(duì)繼電保護(hù)造成影響，因此，需要選擇環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以提升其穩(wěn)定性，從而不斷提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。（3）優(yōu)化運(yùn)維模式。在運(yùn)行的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)信息的應(yīng)用，間隔智能終端和合并單元，在過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的間隔，對(duì)公用交換機(jī)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的調(diào)度和管理，對(duì)于不同裝置軟硬壓板要采取不同的操作，要注重智能終端柜的現(xiàn)場(chǎng)操作和運(yùn)行的注意要點(diǎn)。在維護(hù)的過(guò)程中，要與實(shí)際需要相結(jié)合，制定運(yùn)行支持、狀態(tài)評(píng)價(jià)、設(shè)備消缺等詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)作業(yè)指導(dǎo)手冊(cè)，突出關(guān)鍵技術(shù)的管理程序。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，在智能變電站中，從交流采樣到保護(hù)出口回路都處于監(jiān)測(cè)中，要想實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)備狀態(tài)評(píng)估，就需要增強(qiáng)監(jiān)控分析能力。

2.2保護(hù)變壓器的配置

在智能化電力系統(tǒng)中，每條線路是有固定的電壓限度的，電壓必須穩(wěn)定，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響線路的正常運(yùn)行。變壓器系統(tǒng)可以有效的調(diào)節(jié)電路中的控制電壓，變壓器是智能變電站進(jìn)行配電保護(hù)的重要設(shè)施。在變壓器裝置發(fā)揮其配電保護(hù)功能時(shí)，一般會(huì)采用分布式的配置方式，采用這種方式可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)式的繼電保護(hù)。變壓器裝置同時(shí)也需要進(jìn)行后備保護(hù)，所以配置必須采用集中式。同時(shí)對(duì)于非電量，可以采用獨(dú)立安裝法實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，采用獨(dú)立安裝法時(shí)，斷路器與電纜相連接。

2.3過(guò)程層繼電保護(hù)

過(guò)程層繼電保護(hù)同樣是提升繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵途徑，在實(shí)際的工作過(guò)程中，過(guò)程層的保護(hù)主要是對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的母線與變壓器等設(shè)備實(shí)施全面保護(hù)，使得整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)能夠維持高效、科學(xué)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，消除和降低電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)。在電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，專業(yè)人員需結(jié)合智能變電站的具體情況，制定相應(yīng)的保護(hù)策略，保障保護(hù)值處于相對(duì)固定的狀態(tài)下，即使在出現(xiàn)劇烈的網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)情況下，保護(hù)值也要維持小幅度的變動(dòng)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的控制與管理效果。在實(shí)際的智能變電站建設(shè)過(guò)程中，如果所使用的一次設(shè)備數(shù)量較多，需盡量實(shí)現(xiàn)硬件與開關(guān)的分離設(shè)置，保持硬件與開關(guān)的獨(dú)立性，發(fā)揮對(duì)母線的保護(hù)作用。在對(duì)系統(tǒng)線路的保護(hù)方面，盡量選用多段路保護(hù)模式。

2.4電壓采用限定延時(shí)

在智能變電站運(yùn)行過(guò)程中，如果其處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下，在受到電流等各種外部因素的干擾下，變電站可能會(huì)出現(xiàn)斷路等故障，而這些故障可能會(huì)造成負(fù)荷電流的出現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性難以保障。為了改變這一局面，電力系統(tǒng)在完善智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的過(guò)程中，可以通過(guò)電壓限定延時(shí)的方式來(lái)全面、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能變電站運(yùn)行的具體情況，尤其是要將監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)放在各個(gè)線路電流量的測(cè)量方面，一旦電流量超過(guò)了正常值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，并及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制，避免異常情況所造成的損失。

2.5系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與自動(dòng)報(bào)警

智能化的變電站中，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，需要對(duì)變電站中的故障進(jìn)行預(yù)警、檢測(cè)以及報(bào)警。其中智能報(bào)警工作比較重要。實(shí)現(xiàn)變電站的智能報(bào)警，主要分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：（1）當(dāng)智能變電站中出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠?qū)φ緝?nèi)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行總結(jié)。同時(shí)智能報(bào)警系統(tǒng)還需要對(duì)站內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、警告信息、應(yīng)用信息以及設(shè)備故障信息進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息收集與處理。（2）電網(wǎng)故障的初步診斷。在電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行故障初步判斷，在實(shí)際判斷環(huán)節(jié)，對(duì)智能變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并提供出比較詳細(xì)的故障報(bào)告。然后根據(jù)故障管理經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際的智能變電站運(yùn)行中，需要對(duì)變電站的報(bào)警信息進(jìn)行分類，主要可以分為事故信息、變位信息、越位信息、系統(tǒng)異常信息等。（3）系統(tǒng)的跳閘保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)開關(guān)處于打開狀態(tài)中，保護(hù)裝置跳閘，信息能夠?qū)﹄娋W(wǎng)裝置問(wèn)題進(jìn)行反饋。系統(tǒng)異常信息是指，當(dāng)系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)進(jìn)行報(bào)警。變位信息是指，通過(guò)系統(tǒng)中開關(guān)的變換情況來(lái)反映出電網(wǎng)的實(shí)際工作狀態(tài)。

3結(jié)束語(yǔ)

智能變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到變電站的運(yùn)行安全。為提升繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性，需要分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成，結(jié)合現(xiàn)代科技，不斷提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，將先進(jìn)的技術(shù)融合到繼電保護(hù)系統(tǒng)中，從而完善系統(tǒng)功能，提升系統(tǒng)可靠性。

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