提高智能變電站繼電保護可靠性的措施分析

汪鳳鳳 焦磊 周慧源 張明泉 王琳

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

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護；可靠性

引言：隨著技術(shù)的提高和社會的需要，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)定運行，需要提高其繼電保護可靠性。

一、智能變電站和繼電保護

1.1 智能變電站

智能變電站運用了電子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)二次系統(tǒng)，采集電力系統(tǒng)內(nèi)部的信息，對電力系統(tǒng)的狀態(tài)進行測量，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，從而實現(xiàn)智能化、自動化管控。智能變電站的最大優(yōu)勢就在于，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，從而對電力系統(tǒng)進行檢修和調(diào)整，保證電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)地進行電力輸送。智能變電站依靠先進的電子式互感器，能夠?qū)χ車碾妷?、電流進行準確的采集，然后以數(shù)字信號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

智能變電站的繼電保護分為過程層和間隔層，繼電保護系統(tǒng)中的主要元件有交換機、合并單元、網(wǎng)絡(luò)接口和電子互感器等。在電路運行時，智能變電站將采集到的信息進行匯總和分析，并將結(jié)果和命令傳給繼電保護系統(tǒng)，繼電保護系統(tǒng)指令，操作斷路器的跳合閘[1]。繼電保護的目標是保證變電站在固定的時間范圍內(nèi)完成規(guī)定的功率，繼電保護的可靠性可以分為可修復和不可修復兩種。在進行繼電保護系統(tǒng)工作時，可以使用一些公式進行計算，對系統(tǒng)單元和子單元進行調(diào)整，來保護變電站的可靠性。

二、提高智能變電站繼電保護的技術(shù)要點

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，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行狀態(tài)都和電子裝置的關(guān)系十分密切，而在實際的工作當中，很多外界因素和內(nèi)部因素都會導致電子裝置運行不穩(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，通常會選擇穩(wěn)定性較高的電纜。

2.2 強調(diào)保護系統(tǒng)的時效性

保證系統(tǒng)的時效性能夠準確傳遞各種信息，避免發(fā)出錯誤的判斷，而繼電保護系統(tǒng)的時效性保護需要通過寶數(shù)字傳感器的準確性來進行。系統(tǒng)內(nèi)的信息傳播是會出現(xiàn)時間差的，主要源于交換頻率和傳播時間導致，繼電保護系統(tǒng)就會有一定的延遲。為了減少這種由于交換器傳輸造成的誤差，可以由技術(shù)人員進行調(diào)整，在采樣的過程中分析設(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)變電站的一個最大問題就在于互感器保護時間同步性很差，當對做出調(diào)整時往往會有很大的延遲。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和同期檢測，在采集不同變電站的信息時，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，變電站才不會出現(xiàn)電壓過高或者電流過大的問題。

三、提高可靠性的技術(shù)措施

3.1 過程層繼電保護

過程層的繼電保護能夠保證繼電器快速進行跳閘，并且能夠保護變壓器、母線、輸電線路等設(shè)備，避免電網(wǎng)在運行過程中存在的風險，保證對電力的及時調(diào)度和對整個電網(wǎng)的保護。需要依靠電力調(diào)度系統(tǒng)的保護作用來簡化配電裝置。在電路運行時，主保護定值的波動相抵比較小，在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)發(fā)生變化時，主保護定制的變化也不太大，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和運營[2]。在繼電保護系統(tǒng)中，有很多一次性的設(shè)備，因此必須要實現(xiàn)硬件相分離，對不同的元件進行隔離保護，從而提高對母線和輸電線路的保護效果。在保護輸電線時，可以使用不同開關(guān)電源，并對這些開關(guān)電源進行單獨采樣，成分使用主保護通信口對整個電路進行調(diào)整，來全面掌握電流的情況。還可以使用多段輸電線路來保護智能變電站中的變壓器和母線，采用跟蹤采樣的方法，對保護的電路進行采樣，為了提高采樣的準確性，還需要在采樣過程中根據(jù)主站的采樣結(jié)果進行調(diào)整。

3.2間隔層繼電保護

為了提高對智能變電站的繼電保護水平，可以采取雙重化的模式集中配置變電站的繼電保護。首先需要后背設(shè)備能夠承接開關(guān)失靈保護功能，以此為起點，保護周圍的連接線路和對端母線，并很對電力系統(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，充分保護電路。同時，還要對全站進行集中的等級配置，配置之前要制定多套方案，并根據(jù)變電站的實際情況，對方案的合理性和可行性進行分析，選出和變電站自身情況最符合的方案，有效通過繼電保護來保護整個智能變電站。

3.3環(huán)形結(jié)構(gòu)母線保護

環(huán)形結(jié)構(gòu)是一種非?？煽康慕Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在繼電保護中經(jīng)常使用，并且，在繼電保護系統(tǒng)中，該結(jié)構(gòu)往往對整個短路系統(tǒng)的運行都有十分關(guān)鍵的作用。并且，保證智能變電站的母線結(jié)構(gòu)，并不會使用太多的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這時一般都是采用了環(huán)形結(jié)構(gòu)來滿足智能變電站繼電保護系統(tǒng)的需求。如果在繼電保護系統(tǒng)中使用環(huán)形結(jié)構(gòu)，能夠有效提升整個系統(tǒng)的各種不同的指標，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)實際經(jīng)驗，加入了環(huán)形保護裝置的智能變電站，其余性穩(wěn)定性、可靠性和安全性都是更高的。

3.4 提升對變壓系統(tǒng)的保護

運行中的智能變電站為了保證安全和輸電的穩(wěn)定，通常會對變電站的電壓額度進行限制，如果沒有有效的控制電壓，就很可能出現(xiàn)電壓過載或者電壓不足，變電站就變得不再穩(wěn)定，因此必須要對電壓進行調(diào)節(jié)，來保護變電站。智能變電站中的電壓調(diào)節(jié)功能來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，就需要提高對變壓器的保護[3]?？梢詰煤侠淼姆植际脚渲脕順?gòu)成配電保護系統(tǒng)，充分分散變壓系統(tǒng)面臨的工作壓力，避免因為調(diào)解過程中出現(xiàn)過大的壓力情況導致智能變電站無法正常運行，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期間使用集中配置的方法，或者結(jié)合實際的用電情況和變電站的需求，對配制方法進行調(diào)整，提高智能變電站繼電保護系統(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裝置已經(jīng)經(jīng)過了很多年的發(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，并且掌握計算機技術(shù)和電氣通信技術(shù)，才能在繼電保護系統(tǒng)出現(xiàn)問題時有效處理，需要對技術(shù)進行升級時依然可以較好的進行系統(tǒng)維護，保證工作效率。

結(jié)束語：當下，人們的正常生活十分依賴于電力，如果電力輸送不利，無論是普通的生活活動還是生產(chǎn)活動、商業(yè)活動都會受到巨大的影響。還需要繼續(xù)加強對智能變電站的繼電保護研究，保證它的穩(wěn)定運行，讓電力繼續(xù)推動社會的發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉忠民，牟小雪，黃鳳英. 淺析提高智能變電站繼電保護可靠性的措施[J]. 電子測試，2016（01）：107-108.

[2]王加輝. 關(guān)于智能變電站繼電保護可靠性提高的措施分析[J]. 科技視界，2017（31）：125+93.

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