智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性淺析

孫一飛 張家然 張旗 王楚淇 李文濤 石磊

國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司營(yíng)口供電公司 遼寧 營(yíng)口 115000

引言：

在我國(guó)社會(huì)發(fā)展與日俱增的今天，智能變電站已在全國(guó)范圍內(nèi)逐步進(jìn)行推廣使用，在此發(fā)展階段，繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此雖然利用現(xiàn)代科技技術(shù)建設(shè)出更加穩(wěn)定及智能的變電站，但是也對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)提出了更加高層次的專業(yè)技術(shù)要求，需要提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

一、智能變電站

智能變電站是隨著當(dāng)前智能電網(wǎng)的發(fā)展而構(gòu)建的，使信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與智能化，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)整體的信息傳遞速度，從而使我國(guó)電力事業(yè)在智能化發(fā)展道路上順利前行。智能變電站的構(gòu)建是智能化的，當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷量減少時(shí)，變電站可以自主的實(shí)現(xiàn)輸送電量的降低，以此對(duì)電能起到有效節(jié)約的效果；而當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷量增加時(shí)，變電站會(huì)及時(shí)進(jìn)行電量補(bǔ)充輸送，滿足負(fù)荷量的需求，因此降低了工作人員的數(shù)量，節(jié)約了大量的人力資源，也提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。智能變電站主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接將以往的電纜連接方式取締，每個(gè)變電站設(shè)備之間均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)低碳環(huán)保的效果，也提高了數(shù)據(jù)之間的交互效率，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行，但是也對(duì)設(shè)備的保護(hù)措施提出了更加高規(guī)格的要求，如運(yùn)維工作、功能分布、設(shè)備維護(hù)、配置重組等等方面，在當(dāng)下智能變電站快速發(fā)展的時(shí)代，我們應(yīng)盡可能的提高繼電保護(hù)的可靠性、安全性，盡可能的是變電站工作狀態(tài)保持在一個(gè)最佳水平上。

二、繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析

（一）就地化間隔保護(hù)

就地化間隔保護(hù)在繼電保護(hù)中也一樣要遵循四項(xiàng)基本要求，即可靠、選擇、靈敏、速動(dòng)，繼電保護(hù)裝置需要靠近被保護(hù)的設(shè)備進(jìn)行安裝，直接的縮短兩者之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的就地化設(shè)置，解決以往智能變電站中繼電保護(hù)采樣的復(fù)雜性、數(shù)據(jù)不牢靠、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延遲較長(zhǎng)等問(wèn)題。

就地化間隔保護(hù)采用電纜采樣、電纜跳閘的方式，通過(guò)環(huán)網(wǎng)通信建立之間信息傳輸?shù)耐ǖ?，要求盡可能的小型化、標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)又不需要加以防護(hù)的安全性安裝。小型化安裝即是指采用集中緊密的裝置結(jié)構(gòu)，合理的減少裝置的特定尺寸，盡可能的靠近被保護(hù)對(duì)象進(jìn)行安裝；標(biāo)準(zhǔn)化即指保護(hù)裝置采用標(biāo)準(zhǔn)化接口，實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的統(tǒng)一安裝，“即插即用”，同時(shí)也為相應(yīng)設(shè)備的預(yù)先準(zhǔn)備、模式生產(chǎn)做好基礎(chǔ)；安全性安裝即是指在各形各樣的電磁場(chǎng)力或其他外界環(huán)境較為惡劣的干擾下，可進(jìn)行無(wú)防護(hù)的戶外安裝。

間隔保護(hù)裝置通過(guò)貼近一次設(shè)備的就近安裝，可采取直接采樣、直接跳閘的方式，減少其他數(shù)據(jù)傳輸、接收、判斷、輸出的環(huán)節(jié)，極大的縮減了電氣連接距離。保護(hù)裝置采用“電纜取樣”的方式，可直接擺脫外部時(shí)鐘的控制保護(hù)，并且提高了就地保護(hù)的可靠性能；采取“電纜跳閘”的方式，可不再等待接收主站發(fā)出的信息判斷及命令，直接自主運(yùn)行，提高了就近保護(hù)的速動(dòng)性能；即便當(dāng)站域?qū)泳W(wǎng)絡(luò)或區(qū)域通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，所采集的信息數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行有效傳輸時(shí)，就地間隔保護(hù)的主保護(hù)特性也不會(huì)受到嚴(yán)重的干擾，實(shí)現(xiàn)間隔保護(hù)的充分“自治”功能；就地保護(hù)裝置在實(shí)現(xiàn)連閉鎖功能時(shí)，主要通過(guò)的網(wǎng)絡(luò)方式是GOOSE，以此可最大程度的體現(xiàn)出IEC 61850的信息共享特點(diǎn)。

在確保就地化保護(hù)裝置可靠性的前提下，可在智能變電站發(fā)展中，合理的對(duì)就地化間隔保護(hù)進(jìn)行科學(xué)的集成，需要遵循以下兩個(gè)原則：其一是對(duì)象原則，在原有的就地化保護(hù)中，會(huì)出現(xiàn)同一被保護(hù)對(duì)象與不同保護(hù)同時(shí)建立連接，其主要的信息模擬量及開(kāi)關(guān)位置基本上是一致的，因此可以考慮集成至同一保護(hù)中，如母聯(lián)保護(hù)可集成到站域保護(hù)中。其二是運(yùn)行原則，原有的保護(hù)中，3/2接線短引線保護(hù)，只有在主變間隔停止使用后，才能運(yùn)行，但是斷路器卻是一直的運(yùn)作，因此可以將短引線保護(hù)集成至斷路器保護(hù)裝置中，完成運(yùn)行上的集成。

（二）多層次的保護(hù)系統(tǒng)

智能變電站中繼電保護(hù)是由多層次的保護(hù)系統(tǒng)共同建立而成的，即就地間隔層、站層區(qū)域及站與站之間的區(qū)域電網(wǎng)層，就造成了以往的各個(gè)層次的集中保護(hù)需要合理、科學(xué)的分化到這三層保護(hù)系統(tǒng)中去。站與站之間的區(qū)域電網(wǎng)層主要是利用站間信息的傳輸與判斷對(duì)本站的變壓器等設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化處理，同時(shí)做好設(shè)備線路后備保護(hù)；站層區(qū)域的保護(hù)主要利用站域信息的判斷與傳輸，對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行后備保護(hù)；就地化間隔保護(hù)主要是通過(guò)電纜直采直跳方式，對(duì)信息進(jìn)行直接判斷及處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各間隔的“保護(hù)自治”思想，同時(shí)也擔(dān)任著向站域?qū)蛹皬V域?qū)颖Ｗo(hù)裝置的信息輸送。

三、在全新的智能變電站繼電保護(hù)中需要格外注意的工作要點(diǎn)

其一，在繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，需要緊密貼合其可靠性、速動(dòng)性、靈敏性及選擇性的特點(diǎn)，就地保護(hù)裝置的在設(shè)置安裝時(shí)要必須確保電磁環(huán)境適應(yīng)性、氣候環(huán)境適應(yīng)性等方面。其二，繼電保護(hù)系統(tǒng)的“無(wú)盲點(diǎn)”監(jiān)測(cè)，智能變電站的信息傳輸主要是通過(guò)通信光纜進(jìn)行的，工作人員不能直觀的進(jìn)行檢查或維修，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)保護(hù)功能與設(shè)備信息的監(jiān)控，進(jìn)而完成保護(hù)裝置、網(wǎng)絡(luò)連接、信號(hào)輸入、信號(hào)輸出的自檢功能。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，智能變電站的發(fā)展必然會(huì)形成一定規(guī)模，為廣大群眾帶來(lái)更多便捷的服務(wù)，同時(shí)其安全可靠性能也會(huì)不斷的提升，保護(hù)人們的生命安全。而智能變電站的發(fā)展離不開(kāi)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性研究，因此提高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的工作是至關(guān)重要的。