智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性

王佳楠

（山西陽煤化工工程有限公司 山西省太原市 030021）

當(dāng)各項(xiàng)新技術(shù)充斥在電力行業(yè)的實(shí)際運(yùn)用中時，與電力有關(guān)的各種系統(tǒng)都面臨巨大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。也就是說，要保證智能變電繼電保護(hù)系統(tǒng)得到廣泛的運(yùn)用，需要不斷更新其工作模式與基礎(chǔ)建設(shè)。使用光纖維傳導(dǎo)替代傳統(tǒng)的金屬電纜，采用新型的電子傳感元件替代傳統(tǒng)的熱熔元件，提高變電站的安全性。任何一項(xiàng)新技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過程中，都會存在一定的不足，需要結(jié)合實(shí)際，對整個繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行研究與探索，從而提高其可靠性。

1 智能變電站的概況

作為提供電力資源的主要途徑，智能變電站不僅需要承載傳統(tǒng)變電站的基本功能，還需要有更安全可靠的運(yùn)行系統(tǒng)。從基本含義來看，智能變電站中使用的智能設(shè)備更加先進(jìn)、可靠，需要達(dá)到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化等基本要求。通過智能設(shè)備的投入，提高變電站采集數(shù)據(jù)的速度，強(qiáng)化變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理功能，自動調(diào)節(jié)運(yùn)行設(shè)備[1]。在以科技發(fā)展為主要目標(biāo)的社會背景下，電力行業(yè)也需要不斷科技化發(fā)展，而智能變電站的發(fā)展水平是電力行業(yè)科技化發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)。從實(shí)際運(yùn)用中來看，智能變電站在數(shù)據(jù)的傳輸與整理上，都是用智能化的系統(tǒng)來進(jìn)行的，并且在操作系統(tǒng)與基礎(chǔ)建設(shè)上都有了更現(xiàn)代化的表現(xiàn)特點(diǎn)，能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋憬菪耘c智能化。從實(shí)踐意義來看，智能變電站在電力行業(yè)中有十分突出的使用意義，能有效緩解勞動力的緊張，通過智能化的操作，降低運(yùn)營成本，能實(shí)現(xiàn)我國強(qiáng)化基礎(chǔ)建設(shè)、節(jié)約公共資源的建設(shè)目標(biāo)，推動電力行業(yè)的高速發(fā)展。

2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

2.1 信息應(yīng)用智能化

任何系統(tǒng)的正常運(yùn)行，都需要有強(qiáng)大的監(jiān)控后臺。而傳統(tǒng)變電站在處理監(jiān)控后臺的信息時，需要人為干預(yù)，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度[2]。而在新科學(xué)技術(shù)的研究下，智能變電站在處理信息方面，更加智能化與便捷化。在信息研究與傳播方面更深化，能夠解決傳統(tǒng)系統(tǒng)存在功能不集中、后期維護(hù)工作量太大等問題。

2.2 數(shù)字化采集手段

光學(xué)變壓器與電子互感器是智能變電站運(yùn)用的新設(shè)備，與傳統(tǒng)的設(shè)備相比，能更好的實(shí)現(xiàn)電壓、電力方面數(shù)據(jù)采集工作，不僅提高了工作效率，也保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩訹3]。除了收集數(shù)據(jù)的便捷性，智能變電站還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能匯總，并且與傳統(tǒng)的匯總方式相比，匯總的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，從實(shí)踐層面來說，更具研究意義。

3 提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要意義

一項(xiàng)完美的工程通常需要更多專業(yè)設(shè)備的組合，來完成整個系統(tǒng)的運(yùn)行工作。智能變電站雖減少了電力站的人力輸出，但要保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定，還需要投入更多的電子設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)本身的運(yùn)行設(shè)備較多時，導(dǎo)致整個電力控制過程需要更多的設(shè)備進(jìn)行支持，而要保證所有設(shè)備能更好的運(yùn)行，則需要特殊的控制設(shè)施來進(jìn)行調(diào)配。由于設(shè)備的更新與升級，要保持設(shè)備的正常運(yùn)行，需要從設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)分析、信息傳輸?shù)确矫孢M(jìn)行全面的分析，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，將會出現(xiàn)不可預(yù)想的后果，并給繼電保護(hù)系統(tǒng)也造成較大的破壞[4]。因此，研究智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要意義，對繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析有較大的作用。并在今后的實(shí)際操作過程中，做好變電站的管理工作，并結(jié)合科技的發(fā)展變化，積極開拓新的建設(shè)思路，力求將電力行業(yè)中陳舊的技術(shù)與理念淘汰，用更新穎的工作模式，促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。最后，智能變電站中的運(yùn)行過程與數(shù)據(jù)，都需要以監(jiān)測報告書的形式進(jìn)行整理，并移交給相關(guān)管理部門，進(jìn)行存檔保存，這一整個完善的流程，才能保證智能電站整個系統(tǒng)的安全性與可靠性。

4 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的配置

電力作為社會大眾賴以生存的重要物質(zhì)，在科技不斷發(fā)展的社會背景下，越來越受國家機(jī)構(gòu)與社會大眾的關(guān)注，而電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，是任何組織和個人考察電力行業(yè)的重要標(biāo)準(zhǔn)。從變電站的運(yùn)行實(shí)際情況分析來看，保證系統(tǒng)設(shè)備與元件正常運(yùn)行是關(guān)鍵。因此，要了解智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，則需要依據(jù)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的配置進(jìn)行具體分析。

4.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

繼電保護(hù)是對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。智能變電站依據(jù)電氣系統(tǒng)內(nèi)電力設(shè)備的運(yùn)行需要和用電設(shè)備的負(fù)荷特性，配置相應(yīng)的信息采樣方式，通過強(qiáng)大的后臺數(shù)據(jù)分析，配置合理的繼電保護(hù)方案。

4.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)功能表現(xiàn)分析

4.2.1 電力變壓器保護(hù)

電力變壓器作為供配電設(shè)備中的重要一環(huán)，若變壓器在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，則會引起較大影響的停電事故。變壓器宜配置含有完整主、后備保護(hù)功能的電量保護(hù)裝置。變壓器繼電保護(hù)元件采用直接采樣、就地布置，直接電纜跳閘方式，動作信息傳輸至智能化終端設(shè)備，用于測控及故障錄波。

4.2.2 母線保護(hù)

母線作為電力傳輸中的主要通路，母線故障會引起大面積停電，甚至引發(fā)電氣火災(zāi)危害。母線保護(hù)元件采用直接采樣、直接跳閘，當(dāng)接入元件數(shù)較多時，可采用分布式母線保護(hù)。分布式母線保護(hù)由主單元和若干個子單元組成，主單元實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，子單元執(zhí)行采樣、跳閘功能。

5 提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的措施

即便電力系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的內(nèi)容，但在結(jié)構(gòu)組成上，仍舊以配電線路為主要運(yùn)輸途徑。而配電線路中的母線，又占據(jù)了十分重要的位置。配電線路的科學(xué)性是整個繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要前提，若配電線路在設(shè)計和安裝時，都十分冗余，則會引起系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行的現(xiàn)象，降低整個繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。因此，要強(qiáng)化繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，需要將配電線路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化。除此之外，還需要根據(jù)系統(tǒng)的其他部分進(jìn)行有針對性的改善，下面將進(jìn)行詳細(xì)闡述。

5.1 提升過程層繼電保護(hù)可靠性的措施

繼電保護(hù)系統(tǒng)并不是一個單一的系統(tǒng)，不是僅依靠一個層面的設(shè)備對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與穩(wěn)定，而是通過過程層的設(shè)置，讓電力系統(tǒng)中的各個部分得到更安全的保護(hù)措施，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。過程層在進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)過程中，通過其定值的狀態(tài)，對電力系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，及時排查設(shè)備中的各種問題。在保證母線的安全運(yùn)行中，需要將硬件設(shè)備與開關(guān)進(jìn)行分離，保持兩者運(yùn)行的獨(dú)立性，從而保證母線與配電線的運(yùn)行安全。最后，要提高程層繼電保護(hù)的可靠性，可通過多段線路的形式來進(jìn)行保護(hù)，強(qiáng)化采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。

5.2 優(yōu)化運(yùn)維模式

電力資源作為能源之一，其本身具有巨大的能量。因此，在變電站的運(yùn)行過程中，需要對整個系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并保證監(jiān)控的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都較為準(zhǔn)確。通過智能化設(shè)備的運(yùn)用，計算運(yùn)行過程中，交換機(jī)需要保持的科學(xué)距離，并依據(jù)變電站的實(shí)際情況進(jìn)行安裝工程。最后，為了保證整個繼電保護(hù)系統(tǒng)的良好運(yùn)行，需要結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)與今后的發(fā)展方向，制定有指導(dǎo)意義的運(yùn)行方案，為運(yùn)行工作人員提供明確的工作方向，減少人員操作對繼電保護(hù)系統(tǒng)造成的破壞。

5.3 加強(qiáng)可視化技術(shù)的運(yùn)用，冷靜處理系統(tǒng)異常

繼電保護(hù)系統(tǒng)作為變電站正常運(yùn)行的保護(hù)神，無論將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究多么透徹，在實(shí)際運(yùn)行過程中間，依舊難以避免發(fā)生故障。因此，為了保證電力站的正常工作，需要有較完整的技術(shù)方案，以應(yīng)對系統(tǒng)突發(fā)的故障。傳統(tǒng)的后臺監(jiān)控設(shè)備，無法智能化完成數(shù)據(jù)的收集、處理工作，需要通過人為的操作，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與記錄。容易因數(shù)據(jù)的丟失與錯誤，造成技術(shù)性失誤。因此，為了保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障能得到較好的處理，需要通過可視化的技術(shù)投入，對系統(tǒng)的故障進(jìn)行更直觀的監(jiān)測與修復(fù)；其次，智能電力站依靠大量的計算設(shè)備，在運(yùn)行過程中，容易因設(shè)備的故障造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖枞瑢?dǎo)致在智能終端，無法進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)分析。對此，繼電保護(hù)系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備也需要得到正確的關(guān)注，利用簡單有效的方式，對系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)施進(jìn)行故障排除，提高設(shè)備的可操作性，從而提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

許多問題都是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的，不會因各項(xiàng)技術(shù)都達(dá)到頂峰狀態(tài)而改變。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，技術(shù)人員需要首先保持冷靜的心態(tài)，首先判斷正常情況與異常情況設(shè)備顯示的各項(xiàng)指標(biāo)，逐一排除引起故障的因素，從而有效解決設(shè)備故障，讓整個系統(tǒng)正常運(yùn)行，不影響社會大眾的用電需求。每一次處理異常情況后，都需要及時記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并與之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，經(jīng)過綜合對比分析，不斷強(qiáng)化完善設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)。

5.4 提高變壓器的穩(wěn)定性

前文提到，繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要功能是保持電流與電壓的穩(wěn)定性。通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，可以通過集中配置等安裝方式，對變壓器進(jìn)行有效的保護(hù)。當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)能讓變壓器處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時，就能保證整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的正常，從而推動電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

6 結(jié)束語

整篇文章都圍繞繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能來開展，對智能變電站的技術(shù)發(fā)展研究較少。而技術(shù)作為整個系統(tǒng)的主要支撐方式，需要得到較多的關(guān)注，在變電站未來的發(fā)展過程中，積極改進(jìn)。當(dāng)然，繼電保護(hù)系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的內(nèi)容，前文所提到的內(nèi)容，不過是冰山一角。為了真正實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的高速發(fā)展，保證電力資源的安全穩(wěn)定輸出，在今后的工作實(shí)踐中，需要及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的不足，通過技術(shù)升級的方式，不斷提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。