220 kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性探析

金基偉，楊 令，王開波，鄧德茂，張祥龍

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司遵義供電局，貴州 遵義 563000）

1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的特征

1.1 智能化信息應(yīng)用

對于變電站設(shè)施的完善，智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的功能極為關(guān)鍵。當(dāng)前，智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，并在實(shí)際工作中普遍應(yīng)用，發(fā)揮了極為理想的應(yīng)用效果。這也直接壓縮了變電站二次回路連接次數(shù)，從而全面提高了變電站穩(wěn)定性與可靠性，變電站運(yùn)行也因各類數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用而變得更加方便。智能化信息應(yīng)用有效提升了變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用水平，并在一定程度上滿足了人們?nèi)粘Ｉ钪袑﹄姷男枨螅嵘巳藗兊纳钏?。該特征可以促使變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)得到更好的應(yīng)用。

1.2 數(shù)字化數(shù)據(jù)采集

智能變電站不同于傳統(tǒng)變電站之處主要在于電子互感器與光學(xué)變壓器在智能變電站中大量應(yīng)用。這也進(jìn)一步提升了變電站電力數(shù)據(jù)采集與電壓數(shù)據(jù)采集的成功率與有效性，變電站運(yùn)行的安全性與可靠性也得到全面提升。由于應(yīng)用了光學(xué)互感器與電子互感器，因此數(shù)據(jù)采集過程中可以更有效的匯總各種數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步拓展測量范圍，迅速提升測量精度。具體實(shí)施階段的數(shù)據(jù)傳輸工作通?？梢岳镁W(wǎng)絡(luò)科技、電腦科技的強(qiáng)大支撐而順利完成，既可以全面減少傳輸?shù)碾y度，又有效提升了運(yùn)行效率。大數(shù)據(jù)時(shí)代推動(dòng)數(shù)字化的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。因?yàn)閷τ谧冸娬纠^電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用，數(shù)據(jù)的來源渠道比較廣，途徑比較多，所以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化數(shù)據(jù)采集就可以使數(shù)據(jù)得到更好地處理和分析，最終結(jié)果也更具真實(shí)性與準(zhǔn)確性。

2 智能變電站繼電保護(hù)可靠性分析方法

對于智能變電站繼電保護(hù)，可靠性是十分重要的，也是必備的性質(zhì)特征。智能變電站的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用有效突破了傳統(tǒng)變電站應(yīng)用模式以及設(shè)計(jì)理念的限制，且安全性和可靠性能都得到了進(jìn)一步提升。具體地，可靠性模型構(gòu)建的最大優(yōu)勢在于可以讓它和系統(tǒng)保持統(tǒng)一。通常，可以利用各種各樣的方法建立模型，如蒙特卡羅模擬法。蒙特卡羅模擬法的基本原理主要表現(xiàn)在隨機(jī)選擇電腦元件，抽樣檢測故障事件，就此構(gòu)成失效概率，隨后可以通過系統(tǒng)來合理地求解系統(tǒng)可靠性。但是此法對元件數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的智能變電站并不適用。假如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身就比較繁雜，那么在利用馬爾柯夫模型時(shí)將加劇模型復(fù)雜性，增大其體積，處理效果不理想。此外，利用馬爾柯夫模型時(shí)要求故障分析者必須具備更高的技術(shù)水平與技術(shù)素養(yǎng)。利用馬爾柯夫模型的另一個(gè)不足之處就在于無法橫向比較不同研究者的分析結(jié)果，因此無法形成統(tǒng)一性的意見。對于復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性分析與建模，運(yùn)用可靠性框圖法非常有效。以GOOSE報(bào)文傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與智能變電站過程層SV為基礎(chǔ)，基于可靠性框圖法即可完成可靠性評估模型（繼電保護(hù)系統(tǒng)）構(gòu)建。此外，可以基于原理對繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行分析。繼電保護(hù)的可靠性保護(hù)是對系統(tǒng)中的元件系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，并在一定的環(huán)境、時(shí)間內(nèi)，使得其中的元件能夠無故障地完成電力運(yùn)行的要求。因此，對于繼電保護(hù)存在的互相分析也可以從可靠性出發(fā)[1]。

3 智能變電站繼電保護(hù)可靠性提升策略

3.1 變壓器繼電保護(hù)配置措施

可靠性對于智能變電站繼電保護(hù)十分重要，因此針對實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，需要提出相關(guān)的改進(jìn)策略。電力系統(tǒng)電壓一般均為額定電壓，以確保供電穩(wěn)定性與可靠性，過高或過低的電壓均會(huì)明顯干擾配電系統(tǒng)運(yùn)行。對于電壓控制，智能型變電站一般利用變壓器來控制電壓，所以這種保護(hù)裝置的功能極具決定性。變壓器保護(hù)功能一般基于分布配置策略得到體現(xiàn)，以保護(hù)變壓器不受損害，同時(shí)有效繼電保護(hù)差動(dòng)。變壓器后備保護(hù)階段，基于集中配置技術(shù)同樣可以將獨(dú)立化安裝技術(shù)目標(biāo)與需求實(shí)現(xiàn)，以滿足非電量繼電保護(hù)的需要。電纜和斷路器一旦連接，就可以形成比較理想的繼電保護(hù)效果，從而進(jìn)一步提升其可靠性。此外，提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性還可以通過優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。這就需要在設(shè)計(jì)過程中對每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格的要求，還需要不斷創(chuàng)新技術(shù)，積極借鑒國外相關(guān)方面的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。為提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性還需要加強(qiáng)對變壓器配置的保護(hù)以及繼電保護(hù)系統(tǒng)的線路保護(hù)等。完善相關(guān)制度，保證效率質(zhì)量，以有效提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性[2]。

3.2 應(yīng)用可視化技術(shù)

為提升繼電保護(hù)的可靠性，需要有效地處理好智能變電站的故障。目前，信息化時(shí)代已經(jīng)形成。但分析繼電保護(hù)故障監(jiān)控、研究及處理實(shí)踐可知，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)、表格等處理手段仍在大量使用，不僅增大了人力成本，而且存在較高的錯(cuò)誤率。為提升智能變電站故障處理效率與質(zhì)量，可視化技術(shù)極有必要引進(jìn)并運(yùn)用于變電站?？梢暬夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，并針對實(shí)際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理。此外，可視化技術(shù)可以減少各個(gè)變電站之間的操作室的設(shè)置等，一定程度上減少了人力成本的投入。

工作過程中的智能電網(wǎng)通常會(huì)發(fā)生信息傳輸故障，而在檢查故障信息過程中需要有效保護(hù)好繼電保護(hù)設(shè)備。啟動(dòng)設(shè)備過程中，設(shè)備產(chǎn)生的中間節(jié)點(diǎn)文件大體上吻合故障波形，所以只要在故障發(fā)生過程中收集好中間節(jié)點(diǎn)文件記錄信息，便能進(jìn)一步掌握故障波形，把最有效、最直接的排查信息提供給工作人員。同時(shí)，可以與故障結(jié)合，提出針對性更強(qiáng)的應(yīng)對策略。

3.3 注重過程層的作用

繼電保護(hù)階段，過程層通常能夠有效地保護(hù)好系統(tǒng)的母線、輸電線路及變壓器，從而更好地控制電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提升電力系統(tǒng)的保護(hù)質(zhì)量與保護(hù)效果，合理地控制系統(tǒng)的保護(hù)功能，持續(xù)優(yōu)化設(shè)施、裝置。主保護(hù)定值在過程層中通常不會(huì)出現(xiàn)過于明顯的變化，即使電力系統(tǒng)工作階段發(fā)生任何一種波動(dòng)，其波動(dòng)性也會(huì)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。因此，極有必要確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

隨著一次設(shè)備應(yīng)用不斷普及，數(shù)量直線上升，必須合理劃分硬件與設(shè)計(jì)開關(guān)，以有效確保其獨(dú)立性，全面增強(qiáng)電力系統(tǒng)中的輸電線路、母線保護(hù)功能。為科學(xué)、合理地提升可靠性，需基于多端線路保護(hù)對變壓器與母線保護(hù)功能形成更加理想的定義，尤其對于站內(nèi)保護(hù)設(shè)備，更應(yīng)選擇同步采樣技術(shù)[3]。

4 結(jié) 論

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性是決定變電站能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵。為了進(jìn)一步提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，需要分別從變壓器繼電保護(hù)配置措施、應(yīng)用可視化技術(shù)及注重過程層的作用等多個(gè)方面加以改進(jìn)。