智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

何培樂

摘要：眾所周知，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)關(guān)系到了變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，積極提高其可靠性是目前的關(guān)鍵所在，故此，在本文中主要從理論角度出發(fā)，著重分析了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，然后與整個系統(tǒng)的可靠性分析與研究，提出切實(shí)有效的措施。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);可靠性;措施

近幾年在社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量有所增加，人們對用電質(zhì)量也提出了更高的要求，其中在智能變電站運(yùn)行中，變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性對其安全性與穩(wěn)定性有所影響，所以積極探究繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性對推動整個智能電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

1、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要組成部分

電子式互感器

從某個角度分析，電子式互感器在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中占據(jù)了重要的地位，且在科技的不斷發(fā)展下，互感器已經(jīng)完成了電磁結(jié)構(gòu)向電子形式的轉(zhuǎn)變，以此更加適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的要求。尤其是在與傳統(tǒng)電磁式互感器的對比中可以了解到，電子式互感器無論是故障檢測還是精準(zhǔn)度均具有一定的優(yōu)勢，甚至還能夠進(jìn)一步提升保護(hù)裝置正確動作率。

合并單元

從原理上分析，在整個智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，應(yīng)用電子式互感器可以將信息及時(shí)的傳送給合并單元，其中合并單元的主要作用便是接受信息，并進(jìn)行合理組織，做好信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而將其發(fā)送到保護(hù)裝置。在當(dāng)前設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展下，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的合并單元能夠發(fā)揮出重大的作用，可以進(jìn)一步解決互感器與保護(hù)裝之間所存在的問題，還可以有效降低資金的投入。

交換機(jī)

交換機(jī)是整個智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中最為主要的內(nèi)容，且在時(shí)代的發(fā)展下，交換機(jī)已經(jīng)發(fā)生了重大變化。從某一個角度分析，在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行中交換機(jī)可以發(fā)揮出中樞神經(jīng)的作用，特別是在信息數(shù)據(jù)傳輸中，可以應(yīng)用通信通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的交換，從而有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。

智能終端

嚴(yán)格意義上分析，將智能終端引入到智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中意義重大，其主要的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)故障的檢測與維修。從另外一個角度分析，智能終端的有效應(yīng)用還可以接收到保護(hù)裝置所傳送的跳合閘命令，進(jìn)而將斷路器的實(shí)施信息及時(shí)的傳輸?shù)秸究貙又小Ｍ瑫r(shí)，智能終端還能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)斷路器內(nèi)部狀況的檢測，能夠在短時(shí)間內(nèi)為工作人員提供可靠的信息。

2、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性

因?yàn)樵谡麄€變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中涉及到了大量的元件以及子系統(tǒng)，且如果其中的某一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題，則會對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，在分析中需要多角度分析，尤其是要對兩者的串聯(lián)關(guān)系加以研究，然后通過公式加以計(jì)算。

（1）

在公式（1）中，Rsys代表了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，m代表了系統(tǒng)元件，Rj代表了子系統(tǒng)的可靠性。

從其它角度分析，在智能變電站的運(yùn)行過程中，其繼電保護(hù)系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)可以看作是線段，各個元件是節(jié)點(diǎn)，可以進(jìn)行最小路集法運(yùn)算，在整個計(jì)算過程中，對時(shí)回路元件的可靠性則是主要的計(jì)算依據(jù)，所以筆者認(rèn)為，需要結(jié)合始終源進(jìn)行修改，然后做好計(jì)算。其中需要參考的公式為：

（2）

3、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的措施

3.1 ?加強(qiáng)間隔層繼電保護(hù)工作

從某一個角度分析，變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)需要應(yīng)用雙重化配置，且后備保護(hù)需要加以重視，以此保障通信配置的科學(xué)性與有效性。另外在繼電保護(hù)系統(tǒng)之中還需要針對性的進(jìn)行后備保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測，尤其要在相應(yīng)范圍內(nèi)做好端母線與相連線路的保護(hù)，然后根據(jù)不同的情況制定不同的跳閘策略。除此之外，還需要對系統(tǒng)之中全部電壓做好等級分配，做好技術(shù)調(diào)整，從而保障智能電網(wǎng)的有效運(yùn)行。筆者認(rèn)為，還需要在日常工作中對于問題多加預(yù)測，要制定多個運(yùn)行方案，真正實(shí)現(xiàn)對智能電網(wǎng)的全方位保護(hù)。

3.2 重視繼電保護(hù)細(xì)節(jié)過程

不同的階段需要完善跳閘系統(tǒng)的功能，做到這一點(diǎn)才能真正提高其可靠性。另外，在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備要做好監(jiān)控，比如像輸電線路、變壓器、電氣設(shè)備等，需要將系統(tǒng)之中問題的發(fā)生率降到最低。同時(shí)，要對系統(tǒng)之中電網(wǎng)調(diào)度合理分配，對系統(tǒng)之中的功能特殊分析，實(shí)現(xiàn)繁瑣設(shè)備的簡化。還有一點(diǎn)值得注意，即在系統(tǒng)主保護(hù)定值之中因?yàn)榘l(fā)生問題的波動性比較小，所以這種情況下智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的問題不會出現(xiàn)非常大的波動性，解決方法也比較簡單。但是因?yàn)樵谥悄茏冸娤到y(tǒng)中有非常多的一次性設(shè)備，所以需要對這些設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)督，甚至還需要做好運(yùn)轉(zhuǎn)與軟件的分離。環(huán)形結(jié)構(gòu)是智能變電站繼電保護(hù)中可靠性比較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，且母線保護(hù)在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中可靠性比較低，所以需要做好母線保護(hù)的升級。

3.3 ?提升系統(tǒng)的冗余性

積極提高系統(tǒng)的冗余性同樣至關(guān)重要，這關(guān)系到了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的有序運(yùn)行，另外在系統(tǒng)當(dāng)中變電站自動化實(shí)時(shí)監(jiān)控的時(shí)候，要利用太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路層作為主要的條件支持。因?yàn)槟Ｊ奖容^多，所以需要選擇多種目標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以此提升變電站繼電保護(hù)的可靠性。還有便是交換機(jī)能夠幫助總線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，在整個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要盡可能的減少接線。還有便是對于環(huán)形結(jié)構(gòu)則需要實(shí)現(xiàn)技術(shù)與太網(wǎng)交換機(jī)的整合，這樣可以形成樹協(xié)議，保證運(yùn)轉(zhuǎn)的完善性。為保障變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要合理選擇繼電保護(hù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格按照實(shí)際的情況以及運(yùn)行特點(diǎn)，總結(jié)其優(yōu)勢與不足，選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以此推動繼電保護(hù)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

3.4 完善變壓器配置保護(hù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中變電站電壓是十分重要的參數(shù)，為保障變電站運(yùn)行則需要為變電站電壓額度設(shè)置限制，因?yàn)樵陔妷侯~度超過限定值之后，電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)動會受到影響。所以在這種背景下筆者認(rèn)為，可以選擇分布式配置方式進(jìn)行變壓器配置，且還需要分散變壓器系統(tǒng)的壓力，避免因?yàn)閴毫^大而引發(fā)故障。除此之外，在后期配置上為避免系統(tǒng)過于復(fù)雜，還需要采取集中配置的方式，這樣才能有效發(fā)揮出繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能。此外，還需要做好繼電保護(hù)系統(tǒng)線路的保護(hù)，因?yàn)楸旧砭€路本身可以實(shí)現(xiàn)對通道的連接，所以在完成保護(hù)線路目標(biāo)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的檢測。

結(jié)語：

綜上所述，在整個智能變電站繼電保護(hù)中要做好數(shù)據(jù)的記錄工作，從根本上保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，除此之外，還需要通過不同的角度實(shí)現(xiàn)對智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的分析與研究，分析其優(yōu)勢與不足，制定切實(shí)有效的措施，提高其可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洋，馬進(jìn)，張籍，陳艷波，杜治，蔡勇，顏炯，謝東. 考慮繼電保護(hù)系統(tǒng)的新一代智能變電站可靠性評估[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2017，45（08）：147-154.

[2]劉海峰，肖繁，趙永生，曹力行，張哲，尹項(xiàng)根. 智能變電站集中式站域保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析[J]. 電力自動化設(shè)備，2016，36（04）：157-164.

[3]葉遠(yuǎn)波，謝民，王嘉琦，徐巖，徐殿洋. 基于Markov模型與GO法的智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)可靠性分析[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2019，47（02）：47-55.

[4]郭藝，呂飛鵬，王剛. 基于直覺梯形模糊數(shù)的數(shù)字保護(hù)可靠性分析[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42（12）：65-70.

[5]肖繁，王紫薇，張哲，尹項(xiàng)根，張侃君，黎恒炫. 基于狀態(tài)監(jiān)測的繼電保護(hù)系統(tǒng)檢修策略研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，46（06）：74-83.