考慮繼電保護系統(tǒng)的新一代智能變電站可靠性評估

陶海

摘要：變電站要想長期安全穩(wěn)定的運行，繼電保護系統(tǒng)就顯得尤為重要。對智能變電站的運行起著舉足輕重的作用。對繼電器保護系統(tǒng)進行可靠性研究，已成為該領域的一個新課題。本文介紹了智能變電站的概念及繼電保護的特點，并對提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的措施進行了分析。

關鍵詞：新一代智能變電站;繼電保護系統(tǒng);可靠性評估

0.引言

新一代智能變電站的首要任務是確保電力傳輸的可靠性，它不僅需要高一次設備（斷路器、變壓器、母線、線路等）和它們所組成的系統(tǒng)的可靠性，還需要提高各級繼電保護系統(tǒng)的可靠性。所以主系統(tǒng)和繼電保護系統(tǒng)的可靠性是影響新一代智能變電站可靠性的重要因素。

1.新一代智能變電站概述

新一代智能變電站采用新的主要設備，如隔離式斷路器，以優(yōu)化主接線設計和總體布局，并節(jié)約土地;在不久的將來，利用智能電源變壓器等初級設備，集成狀態(tài)檢測傳感器和智能組件，以及長期進一步集成電子變壓器，可大大提高初級設備的智能水平。

采用穩(wěn)定可靠的電子變壓器技術，解決了長期使用電子變壓器穩(wěn)定性、可靠性差、抗干擾性差的問題，提高了電子變壓器的應用成熟度，實現了電壓電流采樣。電源數字化提高了智能變電站的數字化水平，保證了電網的可靠運行。

通過解決環(huán)境、電磁干擾等因素對保護裝置的影響，減少數據傳輸鏈路，提高保護裝置的可靠性;采用集成裝置的智能終端和集成測控裝置，簡化了二次電纜的布線，大大提高了保護裝置的整體集成度。該系統(tǒng)的應用取得突破，實現了站內備用保護和智能控制策略，突破了分段保護和控制的局限性，擴大了變電站的智能化應用。

2.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析方法

2.1系統(tǒng)可靠性的一般計算方法

繼電保護系統(tǒng)是多元件和子系統(tǒng)相結合的系統(tǒng)，由于二者之間為串聯關系，若其中任何一臺設備發(fā)生故障都會導致整個系統(tǒng)功能失效，所以可采用以下計算公式（1）來實現有效控制：

2.2智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性計算方法

對時回路相關元件的可靠性是計時器的惟一計算依據，因此，需要結合始終源后對智能變電站繼電系統(tǒng)實施保護時，應參考元可依賴性計算公式（2）進行修正。

3.智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析

對智能變電站保護系統(tǒng)的可靠性和可用性進行了分析?？煽啃允侵钢悄茏冸娬纠^電保護系統(tǒng)在一定環(huán)境和時間內實現相應功能的可能性?？捎眯允侵缸冸娝睦^電保護系統(tǒng)出現故障時，對相關設備進行維修保養(yǎng)。我們把變電所繼電保護系統(tǒng)的正常穩(wěn)定狀態(tài)下的規(guī)律稱為可用度。

在分析智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性問題時，可采用蒙特卡洛模擬法、可靠性框圖等方法，通過建立可靠度分析框圖，計算智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性。智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性計算中，由于智能終端與合路器采用組網方式，?GOS雙組網橋連接智能變電站繼電保護系統(tǒng)保護。該方法實現了對多鏈路信息的采集和數據處理，如命令的采樣值、命令的傳輸以及數據的采集等。另外，采用保護和測控兩種CPU相組合的方式，提高了系統(tǒng)整體可靠性，實現了智能變電站的“保護、檢測、控制一體化”。其次，采用數字化網絡技術，對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的相關數據進行分析計算，通過以太網傳輸和收集有關設備的仿真數據，并將GOOSE和SV接口結合使用。通過對相關數據的輸入與輸出，進一步實現變電站整體數字化，為智能變電站保護系統(tǒng)的可靠性計算與分析提供技術保障。智能型變電站繼電保護系統(tǒng)采用“母線保護組網模式”，將收集到的相關數據信息傳送給各智能終端，再傳送給總線差動保護裝置。

4.提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性的措施

4.1變壓器配置保護

變電所配電過程中若發(fā)生電壓不足或過載現象，將對電力系統(tǒng)的正常運行產生嚴重影響，因此，要有效地限定電壓值，要有效地提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性，就必須在配電保護過程中，采用分布式方式配置變壓器，因為系統(tǒng)中的電壓控制功能和繼電保護系統(tǒng)都將由變壓系統(tǒng)來完成，因此，應將變壓器采用分布式方式配置，以降低系統(tǒng)復雜度，實現變壓器的繼電保護后期配置功能，從而有效地提高配電保護系統(tǒng)的可靠性。

4.2過流電限定保護

外部斷路和電流過載的主要原因是如：智能變電站運行過程中經常遇到的可能造成外斷和過載電流的電流過載等一系列因素。能使外部斷路的原因是，這種超負荷電流與其它電流之間存在著巨大的差異。所以在結構上應采用過流限制法，使可變電流能精確測量所產生的電流。當出現過流現象時，可及時通知智能終端，由智能系統(tǒng)主動實施保護，有效地提高了繼電保護系統(tǒng)可靠性。

4.3繼電保護系統(tǒng)的線路保護

通過對繼電器的正確配置，使其在智能變電站中充分發(fā)揮保護功能。所以，線路保護主要采用縱聯差動方式，控制和保護電壓等級間的間隔單元，集中式和備用為一體的裝置方式。能夠對電源系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。所以，在繼電保護系統(tǒng)中，保護電路既是整個保護系統(tǒng)的重要組成部分，又是提高其可靠性的一項有效措施。

5.結束語

本文在討論了智能變電站保護系統(tǒng)可靠性問題的基礎上，結合智能變電站保護系統(tǒng)的結構特點，提出了智能變電站保護系統(tǒng)的可靠性分析方法和提高可靠性的方法。電力保護系統(tǒng)對保證智能變電所繼電保護系統(tǒng)的安全運行具有重要意義，對智能電網建設具有推動作用。

參考文獻

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