如何提高智能變電站繼電保護可靠性

孫珊++呂佳利

摘 要：繼電保護是智能變電站可靠、安全運行的基本保障，其是否具備有效的可靠性至關重要。本文從智能變電站及其繼電保護系統(tǒng)構成入手，結合當前工作和技術應用情況，提出了提高智能變電站繼電保護可靠性的有效措施，具體包括變壓器繼電保護、電壓限定延時等幾個方面，僅供參考借鑒。

關鍵詞：繼電保護 智能變電站 可靠性 提高措施

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0094-02

近年來，隨著電力行業(yè)技術水平的不斷提升，我國開始在全國范圍內(nèi)逐步推進加強智能電網(wǎng)建設，智能變電站的規(guī)模和數(shù)量日益增加，對繼電保護提出了更高要求。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的自動化和信息化程度更高，需要繼電保護裝置具備更高水平的可靠性，以便確保智能變電站運行穩(wěn)定?；诖耍瑢χ悄茏冸娬纠^電保護可靠性措施進行分析是必要的，有利于增強智能變電站及其繼電保護裝置的可靠性，現(xiàn)實意義巨大。

1 智能變電站及其繼電保護

1.1 智能變電站

所謂的智能變電站，就是在電子通信網(wǎng)路技術的二次系統(tǒng)基礎上，應用信息測量、采集、控制的集成模式來實現(xiàn)對電網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時化、自動化、智能化管控。與傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站最大特點就是采用了數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集模式、集成化的信息應用模式、網(wǎng)絡化的信息交互模式、狀態(tài)化的設備檢修模式。另外，在變電站設備上，智能變電站使用電子式互感器，通過高速的以太網(wǎng)采集和傳輸電壓、電流的模擬數(shù)字信號，使用智能斷路器來保證整個變電站系統(tǒng)的自動化工作能力。

1.2 智能變電站繼電保護

根據(jù)IEC61850協(xié)議，智能變電站繼電保護裝置主要包括過程層和間隔層，其元件主要有交換機、合并單元、電子互感器、智能終端、網(wǎng)絡接口、同步時鐘源等。在實際工作中，智能變電站對采集信息進行匯總并傳輸至繼電保護裝置，接收到命令后，繼電保護裝置命令智能斷路器跳合閘，并反饋信息給相關設備。

2 提高智能變電站繼電保護可靠性的有效措施

智能變電站繼電保護裝置結構不同于傳統(tǒng)的繼電保護裝置，這就決定了其需要更高水平的可靠性，為此必須想方設法提高其可靠性，確保繼電保護裝置的有效性，避免出現(xiàn)誤動、拒動等情況。結合智能變電站及其繼電保護裝置的特點，針對電力系統(tǒng)可靠運行要求，提出以下幾種提高智能變電站繼電保護可靠性措施。

2.1 采用完備的變壓器繼電保護裝置

在電網(wǎng)中，配電系統(tǒng)的電壓基本都是額定的，即使是電壓過高或過低時，配電系統(tǒng)運行受到了影響，線路的額定值也不會發(fā)生變化。智能變電站設備中負責電壓狀柱調(diào)控的主要是變壓器，其必須采用完備的繼電保護裝置。

智能變電站變壓器配電保護可以采用分步配置方式，使變壓器得到有效的差動繼電保護。而變壓器后備保護應當采用集中配置方式，通過獨立的安裝技術實現(xiàn)對非電量的繼電保護，達到斷路器與電纜接通后的繼電保護目的，進而提升繼電保護裝置的可靠性。

2.2 增強過程層繼電保護的可靠性

過程層進行繼電保護的目的主要是對系統(tǒng)的迅速跳閘、母線、輸電線路和變壓器等設備進行實時保護，減少智能電網(wǎng)運行風險。在電力系統(tǒng)運行中，要想實現(xiàn)對過程層的有效繼電保護，需要掌握電力系統(tǒng)的保護功能，優(yōu)化保護裝置和設備。過程層中的主保護定值波動一般不大，即便電力系統(tǒng)運行發(fā)生了變化，其具體數(shù)值也不會發(fā)生太大的變化，這一特性能夠保證整個電力系統(tǒng)運行處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。但是，如果大量使用一次設備，開關和硬件必須分離開來，其目的是保護它們的獨立性，加強對母線、輸電線路的保護。基于這樣的考慮，為了提高繼電保護裝置的可靠性，可以通過多端線路保護方式加強對變壓器、母線、輸電線路的保護。同時，智能變電站內(nèi)繼電保護裝置采用同步采樣，在此前提下進行保護裝置調(diào)整，保證采樣數(shù)據(jù)的真實性、適應性和可靠性。

2.3 通過電壓限定延時加強對點流量的測量

眾所周知，智能變電站電力系統(tǒng)高效運行過程中，如果遭受了電流因素的影響，極可能造成外部短路故障，除銹按過負荷電流情況。當電流量處于正常情況時，如果電流量沒有發(fā)生較大變化，可能因為外部故障而造成線路跳閘，進而降低繼電保護裝置的可靠性。針對這樣的情況，為了提高繼電保護裝置的可靠性，可以通過電壓限定延時對電流量進行實時測量。這樣一來，即便發(fā)生過負荷電流或線路跳閘，繼電保護裝置設備也能及時發(fā)出警報，發(fā)出保護命令，能最大程度地提高繼電保護裝置系統(tǒng)的可靠性，以免引起更嚴重的后果。

2.4 加強站控層和間隔層的繼電保護

對于智能變電站而言，其繼電保護裝置可靠性提高主要在于雙重化配置的強化應用，同時采用集中配置的繼電保護裝置，通過后備保護裝置系統(tǒng)對開關、后備設備進行有效保護，預防其失靈。其中，值得注意的是要保證相鄰范圍內(nèi)對端母線、線路的有效保護，為了做到這一點，可以利用后備設備電流進行電網(wǎng)故障、問題分析判斷，且采用有效的跳閘策略。在做好以上工作基礎上，加強技術方面的調(diào)整和運用，結合電網(wǎng)運行情況有針對性地分析電力系統(tǒng)，制定相符的繼電保護方案，進而提高保護裝置的可靠性。

2.5 注重線路方面的保護工作

線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，為了提高智能變電站繼電保護裝置的可靠性，必須注重線路方面的繼電保護工作。智能變電站線路保護可以采用縱聯(lián)差動方式，常用的配置方式有集中式和后備式等。日常工作中，可以采用其中的一種配置方式，也可以雙重采用，這樣做能強化其保護。通過對線路的保護，監(jiān)控整個線路、電氣元件的實際運行情況，為故障警報和防控提供有力依據(jù)，利于提升繼電保護的可靠性。智能變電站線路保護中，要確保光纜的穩(wěn)定性，減少電子設備被干擾的幾率，也能很好地提高繼電保護裝置的可靠性。

2.6 使用可視化技術

在智能變電站運行過程中，為了提高繼電保護裝置的可靠性，可以采用可視化技術，加強故障分析診斷和排除。目前，我國已經(jīng)進入了科技時代，信息技術、通信技術等技術水平有了長足提升，以往的數(shù)據(jù)、表格等都可以借助現(xiàn)代化工具加以處理，無形中提高了繼電保護裝置的工作能力。此外，為了更好地適應智能變電站的信息化、自動化工作方式，其繼電保護也應采用可視化技術，加強對繼電保護裝置的監(jiān)視與故障分析，防止發(fā)生信息傳輸?shù)确矫娴膯栴}。在繼電保護裝置故障分析與排除中，可視化技術可以回放故障錄波，利于工作人員快速地從中找出故障數(shù)據(jù)，能提高故障排除效率，這對保證并提高繼電保護裝置可靠性有著積極效果。

參考文獻

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