分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性

倪颋　趙闊　劉釗

摘 要：智能變電站機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)有本質(zhì)的差異，在結(jié)構(gòu)上有重大的變化。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)模型和方式比較特殊，可以及時(shí)處理相關(guān)信息，而且應(yīng)用范圍比較廣。在研究中，將以智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的信息流和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合具體情況，有效分析系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；可靠性；信息流

中圖分類號(hào)：TM63；TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.139

智能化變電站是由網(wǎng)絡(luò)組模式組成的，其本身就具有多樣化的特點(diǎn)。保護(hù)系統(tǒng)或者功能部件可以冗余配置，針對(duì)數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)的特殊性，在應(yīng)用階段，需要有效分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)和選擇方案，及時(shí)解決系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。針對(duì)數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)的特殊性，在應(yīng)用時(shí)，工作人員要高度重視相關(guān)問(wèn)題，及時(shí)分析系統(tǒng)信息，充分利用二端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有效配置模型，以滿足可靠性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的具體要求。

1 信息流和結(jié)構(gòu)形式

智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)組成比較復(fù)雜，要認(rèn)真分析各個(gè)部件的具體組成，確定結(jié)構(gòu)的類型。下面，將分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成。

1.1 同步對(duì)時(shí)信息

根據(jù)現(xiàn)有信息形式的特殊性，在應(yīng)用階段，考慮到信息回路的指標(biāo)要求，要及時(shí)分析系統(tǒng)組成；考慮到固定時(shí)間軸的變化，要有效分析合并單元。保護(hù)單元和智能終端系統(tǒng)的操作比較特殊，現(xiàn)有的變電站對(duì)時(shí)方式有3種，分別為脈沖對(duì)時(shí)、編碼對(duì)時(shí)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí).如果對(duì)時(shí)方式不一致，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生不同程度的變化。脈沖對(duì)時(shí)和編碼對(duì)時(shí)需要以對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，考慮到同步傳輸介質(zhì)的具體要求，必須及時(shí)、有效地分析星型結(jié)構(gòu)的指標(biāo)。

1.2 SV報(bào)文信息

SV報(bào)文信息起源于互感器，經(jīng)過(guò)合并單元和交換網(wǎng)絡(luò)之后，最終達(dá)到保護(hù)單元的目的。交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)用虛線表示，由于采樣值存在一定的差異性，所以，可以采用不同的規(guī)約制度進(jìn)行分析，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸形式，不需要使用交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)。SV報(bào)文信息回路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

通常情況下，傳輸介質(zhì)為光釬或者電纜。由于沒(méi)有采用太網(wǎng)傳輸?shù)男问?，則要依照恒定變更的形式來(lái)分析。數(shù)據(jù)內(nèi)容多是固定的，通訊方式為邏輯點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單向傳播形式，一般不用交換機(jī)。由于太網(wǎng)的傳輸形式比較特殊，CSMA/CD的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式又不確定，所以，要及時(shí)分析附加信息?？紤]到合并單元發(fā)出的信息標(biāo)準(zhǔn)性，在后續(xù)應(yīng)用階段，要及時(shí)比較外部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，明確單元時(shí)鐘的方向。

2 智能變電站繼電保護(hù)可靠性分析

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)比較特殊，在應(yīng)用階段，考慮到保護(hù)機(jī)制的具體要求，需要從實(shí)際情況入手分析系統(tǒng)的應(yīng)用形式，從而滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體化要求。下面，簡(jiǎn)要分析智能變電站繼電保護(hù)可靠性的相關(guān)內(nèi)容。

2.1 可靠性參數(shù)選擇

可依賴的原件保障信息是系統(tǒng)可靠性評(píng)估的重要基礎(chǔ)。對(duì)于一次設(shè)備和二次設(shè)備，尤其是可以修復(fù)的原件，在穩(wěn)定檢修的前提下，要及時(shí)處理故障。由大量數(shù)據(jù)信息可知，智能操作形式的應(yīng)用范圍比較廣，可以采用新型智能電子設(shè)備處理相關(guān)問(wèn)題?？紤]到長(zhǎng)期穩(wěn)定概率評(píng)估系統(tǒng)的要求，必須分析各類指標(biāo)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)計(jì)不合理的情況。

2.2 及時(shí)處理原件

原件所處的系統(tǒng)是不同的，在處理故障和各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，需要分析EM、SW、Wire原件。在系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)信息丟失的情況，因此，可以將原件的失效模式分為拒動(dòng)和誤動(dòng)2種。在穩(wěn)定性分析的過(guò)程中，要科學(xué)評(píng)估失效概率。

2.3 確定可靠性框圖

根據(jù)可靠性框圖（Reliability Block Diagram，RBD）的具體要求，在系統(tǒng)分析階段，要優(yōu)化設(shè)計(jì)比例，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行處理?？煽啃钥驁D本身是一種比較清晰、簡(jiǎn)單的計(jì)算方式，基于系統(tǒng)狀態(tài)的具體要求，必須有效分析原件狀態(tài)和概率形式，然后繪制出不同的狀態(tài)概率。在具體工作中，由多個(gè)獨(dú)立分散的布置構(gòu)件構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)原件相似系統(tǒng)的具體要求，在記錄原件時(shí)，要考慮到原件的并聯(lián)關(guān)系。任何一個(gè)原件出現(xiàn)操作失誤都必然會(huì)影響并聯(lián)環(huán)節(jié)。只有2個(gè)原件都拒動(dòng)，并聯(lián)環(huán)節(jié)才能發(fā)揮理想的作用。

3 線路保護(hù)可靠性分析

與傳統(tǒng)的線路形式相比，可靠性軟件的具體應(yīng)用是比較重要的。如果傳統(tǒng)線路保護(hù)的電纜數(shù)量為20根，則要考慮到可靠性框圖的具體要求，而冗余線路的可靠性構(gòu)建在其中發(fā)揮著非常重要的作用。在智能變電站系統(tǒng)的應(yīng)用階段，必須有效分析可靠性線路系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的后續(xù)要求。根據(jù)現(xiàn)有保護(hù)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)要求，在智能終端和交換機(jī)設(shè)計(jì)中，要及時(shí)分析可靠性指標(biāo)分析，滿足組網(wǎng)建設(shè)的模式要求。在同一個(gè)模式下，SV和GOOSE會(huì)直接影響共網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。共網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式清晰、明確，要根據(jù)智能電子元件的要求及時(shí)分析和比對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

4 母線保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

根據(jù)母線保護(hù)機(jī)制的具體要求，假設(shè)母線設(shè)計(jì)的電纜數(shù)量為100根，單套母線的設(shè)計(jì)必須考慮到相似結(jié)果的具體要求。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)采集模式與外部數(shù)據(jù)是同步的，所以，采用直接管理的形式分析電子設(shè)備數(shù)量、保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其母線設(shè)備等因素，最終確定合理的方案。由現(xiàn)有的分析結(jié)果可知，“直采直跳”的模式是保護(hù)方案的主要選擇，可以采用組網(wǎng)建設(shè)的方案實(shí)現(xiàn)分網(wǎng)傳輸。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于智能變電站系統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)和形式設(shè)計(jì)的特殊性，在系統(tǒng)分析階段，需要考慮不同組件形式的具體要求，確保光纖的施工質(zhì)量。智能變電站的保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍比較廣，可以采用可靠性建模的設(shè)計(jì)形式，及時(shí)分析不同的信息形式。評(píng)價(jià)系統(tǒng)的確定也對(duì)軟件的實(shí)施起到了重要的作用，人工計(jì)算比較復(fù)雜，利用軟件實(shí)施可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估，進(jìn)而擴(kuò)大系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕