探究提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的措施

王瑞婷

【摘 ?要】近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，科技水平顯著提高，為電力技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)步提供了必要保障。電力系統(tǒng)在電力技術(shù)的影響下愈加智能，而智能化也逐漸發(fā)展成電力系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。在電力系統(tǒng)智能化發(fā)展背景下，智能變電站應(yīng)用也愈加普及。本文通過(guò)對(duì)智能變電站、繼電保護(hù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述，以及對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，進(jìn)而指出提升其繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的有效措施，進(jìn)而保障智能變電站的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;繼電保護(hù);可靠性

中圖分類號(hào)：TM732 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

由于電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷完善，供電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和電壓等級(jí)不斷提高，所以對(duì)電力系統(tǒng)的安全性、可靠性提出了更高要求。電力行業(yè)為人們提供高質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)的電能是當(dāng)前首要解決的問(wèn)題，智能電網(wǎng)建設(shè)是國(guó)家提出的戰(zhàn)略布局，智能變電站是把通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物，二次系統(tǒng)在信息傳輸模式上產(chǎn)生了很大的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站運(yùn)行信息進(jìn)行采集、測(cè)量、保護(hù)及控制等功能，可以與電網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)行結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)在線分析決策和智能調(diào)整提供依據(jù)。

2 智能變電站中繼電保護(hù)的重要作用

我國(guó)的智能變電站隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展變得越來(lái)越重要，它每日所產(chǎn)生的供電量與人們的生活緊密聯(lián)系在一起。但是，在智能變電站的實(shí)際運(yùn)用和發(fā)展中仍然存在許多問(wèn)題，例如繼電保護(hù)裝置中的重要器件發(fā)生故障，會(huì)影響整個(gè)智能變電站;斷路器經(jīng)常會(huì)發(fā)生跳閘的情況，無(wú)法提供足夠的供電量，給人們的生活帶來(lái)嚴(yán)重影響。這些情況會(huì)導(dǎo)致智能變電站中的供電設(shè)備受到損壞，需要企業(yè)在控制范圍內(nèi)靈活處理問(wèn)題。電力系統(tǒng)在運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，如果某一方面出現(xiàn)了問(wèn)題，會(huì)在繼電保護(hù)設(shè)備的保護(hù)下發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行處理，使其產(chǎn)生的不利影響控制在范圍內(nèi)。一旦智能變電站發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置就會(huì)在第一時(shí)間進(jìn)行緊急處理，將發(fā)生故障的區(qū)域與電力系統(tǒng)進(jìn)行分離處置，以免擴(kuò)大故障區(qū)域，減少受損害區(qū)域，為整個(gè)智能變電站提供安全保障。

3 智能電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性計(jì)算

為使智能變電站可以在應(yīng)用層面實(shí)現(xiàn)智能化，主變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用CPU控制器實(shí)現(xiàn)相關(guān)的控制功能，測(cè)量和采樣可當(dāng)作繼電保護(hù)啟動(dòng)和識(shí)別的依據(jù)，從而更好地提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。主變壓器的保護(hù)可靠性，可利用最小路集和最小割集不交化控制算法，把每個(gè)電氣元件正常工作概率引入，從而獲取主變器可靠性函數(shù)為R主變（t=16P3itP7emP2smP2muPpr）。其中，Pit是變電站智能控制終端正常條件下概率，Pem則為網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)正常條件下概率，Psm是交換機(jī)設(shè)置正常工作概率，Ppr是繼電保護(hù)在正常條件下達(dá)到的概率，Pmu是合并單元在正常工作條件下的概率。把各種電氣元件的故障率引入，t取值為50年，從而得到主變壓器保護(hù)可靠度為09.999999911。為了對(duì)最小路徑集法進(jìn)行科學(xué)合理地驗(yàn)證，可以對(duì)可靠性函數(shù)準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)多個(gè)繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行串聯(lián)簡(jiǎn)化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)楣竭M(jìn)行計(jì)算。220kV供電線路需要多個(gè)繼電保護(hù)單元，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式比較復(fù)雜，一些線路SV網(wǎng)絡(luò)為冗余結(jié)構(gòu)方式，需要應(yīng)用4臺(tái)SV數(shù)據(jù)交換機(jī)，但是110kV供電線路只采用了2臺(tái)SV數(shù)據(jù)交換機(jī)，可以看出前者具有更好的可靠性。

4 提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性策略

4.1 運(yùn)行狀態(tài)下的繼電保護(hù)

智能變電站在運(yùn)行狀態(tài)下，應(yīng)該采用合理的技術(shù)措施，保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。在保證智能變電站運(yùn)轉(zhuǎn)安全與平穩(wěn)的情況下，應(yīng)根據(jù)安全維護(hù)方案內(nèi)容要求，有效維護(hù)智能變電站內(nèi)部運(yùn)輸線路與母線等電子設(shè)施與設(shè)備，盡可能規(guī)避智能電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高智能變電站運(yùn)行安全性。而在采取繼電保護(hù)措施方面，最關(guān)鍵的是要熟練掌握繼電保護(hù)系統(tǒng)功能，應(yīng)簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置與設(shè)施?？梢哉f(shuō)，智能變電站處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，一旦有變動(dòng)可以對(duì)主保護(hù)定值設(shè)定，而波動(dòng)較小的數(shù)據(jù)會(huì)納入保護(hù)定值中，智能變電站變動(dòng)不會(huì)過(guò)于明顯，為其平穩(wěn)安全運(yùn)行提供必要保障。但在操作時(shí)，智能變電站繼電保護(hù)要求開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與硬件設(shè)備分別保護(hù)，合理采用繼電保護(hù)措施。

4.2 優(yōu)化軟件系統(tǒng)

進(jìn)一步提高軟件系統(tǒng)的可靠性以增強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)在一定程度上對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求也逐漸增多。為了更好地在這種依賴上實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行，需要提高軟件系統(tǒng)的整體可靠性。在具體操作上，可以使用插值算法來(lái)代替時(shí)鐘源，通過(guò)對(duì)時(shí)鐘源發(fā)出同步對(duì)時(shí)信息流，將光纖同步到智能電子設(shè)備中，以確保智能電子設(shè)備的安全正常運(yùn)行。同時(shí)，可以使用軟件積分的形式來(lái)增強(qiáng)報(bào)文信息的可靠性。SV 報(bào)文作為繼電保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)單元的數(shù)據(jù)報(bào)文，能夠?qū)φ麄€(gè)保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響。通過(guò)使用軟件積分，能夠?qū)?shù)據(jù)采集器以及保護(hù)系統(tǒng)中的電子設(shè)備的功率損耗進(jìn)行了解，增強(qiáng)保護(hù)系統(tǒng)維修的精確性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性目標(biāo)。

4.3 可視化技術(shù)的運(yùn)用

為提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性，需要對(duì)故障實(shí)現(xiàn)有效處理。雖然信息技術(shù)得到了巨大進(jìn)步，但是很多繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)和處理還采用表格和數(shù)據(jù)方式。智能變電站引入可視化技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)控是十分必要的，可以實(shí)時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警和運(yùn)行數(shù)據(jù)采集。智能變電站運(yùn)行時(shí)可能由于數(shù)據(jù)信息傳輸問(wèn)題而引發(fā)故障，所以需要對(duì)通信系統(tǒng)錯(cuò)誤信息進(jìn)行全面、系統(tǒng)地排查，以保護(hù)繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，生成的中間節(jié)點(diǎn)文件和故障波形相符。繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生運(yùn)行故障時(shí)，需要對(duì)中間節(jié)點(diǎn)文件形成的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確采集，以全面分析故障，從而確定故障原因。為工程技術(shù)人員提供準(zhǔn)確的排查記錄信息，針對(duì)故障情況制定切實(shí)可行解決措施。

4.4 變壓器安全穩(wěn)定性強(qiáng)化

在智能變電站長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)下，電壓是按照電力系統(tǒng)的要求，嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍內(nèi)，要想保證電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)安全，就必須使電壓值控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。但在具體操作方面，很容易受諸多不確定因素影響，導(dǎo)致電壓過(guò)高抑或是過(guò)低，不利于電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行。在這種情況下，應(yīng)調(diào)節(jié)變電站電壓。所以，提高智能變電站繼電保護(hù)的可靠性，可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)性能的安全與穩(wěn)定。對(duì)智能變電站繼電保護(hù)強(qiáng)化的過(guò)程中，要合理設(shè)置配電保護(hù)分布式配置，優(yōu)化變壓器繼電保護(hù)的運(yùn)行方式。這樣一來(lái)，即可保證變壓器承受壓力被有效分散，以免調(diào)節(jié)變壓器電力的過(guò)程中受壓力過(guò)大影響而引發(fā)嚴(yán)重的安全問(wèn)題，全面提升智能變電站繼電保護(hù)安全穩(wěn)定效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著近年來(lái)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，在信息技術(shù)深入發(fā)展的今天，智能變電站已成為我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。為了進(jìn)一步保障我國(guó)智能變電站的安全正常運(yùn)行，加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性成為當(dāng)前建設(shè)的重要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，從硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)中，采取有效措施增強(qiáng)該系統(tǒng)日常運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而為我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展提供安全保障。

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（作者單位：蕪湖國(guó)能電力工程有限公司）