智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性探究

劉洲

摘要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力事業(yè)也逐漸向智能化轉(zhuǎn)變，智能變電站也隨著應(yīng)運(yùn)而生。其主要是采用數(shù)字技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的采集、控制及線路保護(hù)等功能，其中繼電保護(hù)系統(tǒng)為智能變電站建設(shè)過(guò)程中最為重要且關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。但由于智能電網(wǎng)系統(tǒng)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間尚短，且專業(yè)技術(shù)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)及人員，因此一定程度上已經(jīng)制約了智能變電站的發(fā)展與建設(shè)。本文對(duì)智能變電站開(kāi)展了相關(guān)闡述，針對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，旨在為電力工作者提供可行性建議。

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

引言

當(dāng)前，智能變電站保護(hù)調(diào)控實(shí)現(xiàn)了一體化功能，使得系統(tǒng)和系統(tǒng)間能夠互聯(lián)、互通，同時(shí)提高了變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的交互水平，保證電網(wǎng)能夠安全、保質(zhì)保量、穩(wěn)定運(yùn)行，能夠更好地保護(hù)和控制變電站。但是，在我國(guó)變電站智能化水平不斷提高的情況下，依然存在一些問(wèn)題。一方面，變電站工作人員的素質(zhì)沒(méi)有隨著變電站智能化的發(fā)展而提高，導(dǎo)致工作人員和工作崗位相脫離，不符合時(shí)代發(fā)展的步伐;另一方面，變電站的保護(hù)措施不夠完善，容易造成繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而引發(fā)安全事故。基于此，需要提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性，準(zhǔn)確分析和計(jì)算變電站可靠性數(shù)據(jù)，有效提高變電站的穩(wěn)定性，從而推進(jìn)我國(guó)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1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[2]。

2提高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的有效措施

2.1 保護(hù)變壓器

在研究繼電保護(hù)系統(tǒng)的過(guò)程中，要想提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，就需要對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)，以促進(jìn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在設(shè)計(jì)變壓器的過(guò)程中，一般應(yīng)用比率制動(dòng)原理來(lái)提高變壓器設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在建設(shè)智能變電站的過(guò)程中，隨著智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，并且提高設(shè)備運(yùn)行的靈敏度，確保設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中能夠具備自我檢測(cè)的能力。雖然這些技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中還不夠成熟，但是在進(jìn)行繼電保護(hù)的過(guò)程中具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)，而且具備記憶功能和處理功能，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和測(cè)控。在應(yīng)用技術(shù)的過(guò)程中，還可以實(shí)時(shí)記錄設(shè)備的狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)信息的采集和處理對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，而且能夠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)功能進(jìn)行實(shí)時(shí)控制.

2.2加強(qiáng)線路故障維護(hù)

在智能變電站系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，為進(jìn)一步提升其自身的可靠性與安全性，工作人員還應(yīng)在原有的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)線路故障的維護(hù)，并結(jié)合相關(guān)檢測(cè)措施，將其控制在一定間隔單元當(dāng)中，從而做到從根本上控制與監(jiān)督電力系統(tǒng)在總體運(yùn)行的情況[3]。

2.3 智能變電站繼電保護(hù)的主要內(nèi)容

需要進(jìn)一步加強(qiáng)分析電力電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生的故障問(wèn)題，以提升電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)水平。在電網(wǎng)系統(tǒng)變壓器設(shè)備組裝完成后，需要進(jìn)一步安裝保護(hù)設(shè)備。它的保護(hù)體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，采取瓦斯保護(hù)措施。由于變壓器設(shè)備和油箱中的油發(fā)生作用時(shí)會(huì)形成有害氣體，因此系統(tǒng)采用絕緣材料非常必要。繼電保護(hù)系統(tǒng)探測(cè)到變壓器有問(wèn)題時(shí)會(huì)作出相應(yīng)反應(yīng)，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息。另一方面，短路保護(hù)。故障電路中存在阻抗元件，在工作一定時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)跳閘，從而對(duì)變壓器進(jìn)行短路保護(hù).

2.4 網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)

2.4.1 總線結(jié)構(gòu)

總線結(jié)構(gòu)中的交換機(jī)可以通過(guò)端口和其他交換機(jī)進(jìn)行連接。一般情況下，IED端口的速度沒(méi)有上端口快，且交換機(jī)的最大數(shù)量由系統(tǒng)最大延時(shí)決定。總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是接線較少，缺點(diǎn)是冗余度較差。

2.4.2 星型結(jié)構(gòu)

星型結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是系統(tǒng)等待時(shí)間相對(duì)較少。當(dāng)主交換機(jī)和其他交換機(jī)進(jìn)行連接時(shí)，能夠有效縮短系統(tǒng)的等待時(shí)間。這種結(jié)構(gòu)不具有冗余度，在出現(xiàn)故障時(shí)，可能會(huì)造成所有IED信息的遺失，從而降低了星型結(jié)構(gòu)的可靠性。

2.4.3 環(huán)形結(jié)構(gòu)

環(huán)形結(jié)構(gòu)交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能夠自行組成閉環(huán)。當(dāng)連接點(diǎn)突發(fā)故障問(wèn)題時(shí)，它可以利用其充足的冗余度進(jìn)行調(diào)節(jié)。信息在被傳遞的過(guò)程中會(huì)進(jìn)行多方面工作，需要消耗寬帶對(duì)其進(jìn)行傳輸。系統(tǒng)內(nèi)部有一個(gè)管理交換機(jī)，主要是向交換機(jī)發(fā)送相應(yīng)指令，使交換機(jī)自行檢測(cè)環(huán)路。信息在環(huán)路中傳送的時(shí)候會(huì)停止流動(dòng)，從而終止傳輸[4]。

2.5強(qiáng)化系統(tǒng)的冗余性

為了保障智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可以得到正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)智能變電系統(tǒng)的冗余性進(jìn)行強(qiáng)化，系統(tǒng)當(dāng)中的變電站進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)，需要太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)作為條件支持。在多種模式中，選取多種目標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，進(jìn)而可以提高變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。交換機(jī)可以幫助總線結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程當(dāng)中減少接線，雖然短時(shí)間內(nèi)容易度比較差，但是可以通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間來(lái)提高冗余度。系統(tǒng)中的環(huán)形結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)技術(shù)和太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行有效的結(jié)合，從而形成系統(tǒng)性的樹(shù)協(xié)議，確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的冗余度一直在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)情況下。為了確保變電站可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要慎重的選擇繼電保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)自身系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)，總結(jié)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)推動(dòng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.6 優(yōu)化運(yùn)維模式

電網(wǎng)在正常運(yùn)行的過(guò)程中，需要設(shè)置監(jiān)管信息，并且通過(guò)合并單元的模式對(duì)信息進(jìn)行處理。需要建立網(wǎng)絡(luò)維度管理模式，并且采用不同的操作方式對(duì)壓板進(jìn)行處理。在建設(shè)智能變電站的過(guò)程中，如果處于正常的工作模式，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理，還需要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，需要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，在進(jìn)行檢修的過(guò)程中，需要做好故障問(wèn)題的記錄。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需要將特殊操作管理程序的制定放在首要位置。在進(jìn)行繼電保護(hù)時(shí)，管理體系會(huì)受到系統(tǒng)的影響，因此必須采用正確的技術(shù)和設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和檢修。智能變電站中的所有設(shè)備都需要處于監(jiān)控狀態(tài)下，而且在進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的過(guò)程中，需要做好狀態(tài)的分析[5]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的記錄，確保系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。從多個(gè)角度對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以對(duì)幾點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)有更加深入的了解，總結(jié)保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，制定行之有效的解決措施，保障智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，完善就能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)，使智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。

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