智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性探究

王政 向新科 才文

摘要：在電力發(fā)展過(guò)程中，為了有效適應(yīng)社會(huì)發(fā)展每個(gè)階段對(duì)于電力的不同需求，電力系統(tǒng)需要通過(guò)不斷引入新的技術(shù)來(lái)對(duì)自身進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，例如當(dāng)前被廣泛推廣建設(shè)的智能變電站。但是智能變電站對(duì)于繼電保護(hù)仍然具有比較高的要求，因?yàn)槔^電保護(hù)系統(tǒng)作為智能變電站整體架構(gòu)中重要的組成部分，其可靠性的高低將在很大程度上決定智能變電站運(yùn)行的穩(wěn)定以及安全。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);可靠性;措施

電力系統(tǒng)的安全、高效以及穩(wěn)定地運(yùn)行是一個(gè)地區(qū)快速發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各個(gè)地區(qū)對(duì)于電力的需求越來(lái)越大，如何有效確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行成為當(dāng)前需要考慮的問(wèn)題?；诖耍覈?guó)大力發(fā)展電力系統(tǒng)智能化，以期通過(guò)智能化升級(jí)來(lái)保證電力系統(tǒng)可以有效滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

1智能變電站繼電保護(hù)概述

智能變電站是新時(shí)代的產(chǎn)物，在智能變電站中蘊(yùn)含了多種高新技術(shù)，具有自動(dòng)管理的功能，其中涵蓋了光電信息技術(shù)、微電子集成技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，從本質(zhì)上來(lái)看，智能變電站屬于一種多功能設(shè)備，具有自動(dòng)化屬性，而且在各種先進(jìn)技術(shù)的作用下，智能變電站還具有節(jié)能的功能。智能變電站與傳統(tǒng)的變電站存在很大的區(qū)別，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，智能變電站采用了三層量網(wǎng)絡(luò)方式，對(duì)原有的變電站結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化革新，在信息技術(shù)和通信技術(shù)的作用下，可以做到自動(dòng)化的信息采集和操作指令的下達(dá)，而且在發(fā)生系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)候，智能變電站還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的保護(hù)，自行的隔絕風(fēng)險(xiǎn)，減少系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失，從而實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的電力供應(yīng)。智能變電站具有平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化和信息共享化的特點(diǎn)，在信息技術(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的共享，以便于系統(tǒng)運(yùn)行得更加協(xié)調(diào)，除此之外，智能變電站還具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，智能化的運(yùn)行方式更加的高效合理，對(duì)能源的需求量更低，大幅度的降低變電站運(yùn)行成本，是電力工程領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)形式。

2智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要意義

電器元件在單位時(shí)間內(nèi)、特定的環(huán)境下完成規(guī)定功率，并且不發(fā)生任何故障，這就能夠代表這個(gè)元件的可靠性。電網(wǎng)的智能化建設(shè)過(guò)程中變電站是最為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，繼電保護(hù)系統(tǒng)的智能化程度以及運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)于變電站運(yùn)行的穩(wěn)定程度產(chǎn)生直接的影響。變電站的智能化實(shí)現(xiàn)一般通過(guò)兩個(gè)途徑，信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方式，其中有很多的電子元件及智能設(shè)備，并且所有的元件及設(shè)備都必須安全、穩(wěn)定、可靠。變電站運(yùn)行的客觀條件、數(shù)據(jù)及環(huán)境因素發(fā)生一定的變化都會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)在故障發(fā)生的第一時(shí)間發(fā)揮其隔離的作用，讓整個(gè)系統(tǒng)規(guī)避電壓、電流帶來(lái)的危害，提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。所以，繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，必須著力于提升其可靠性。

3智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)所遇到的問(wèn)題

3.1數(shù)據(jù)信息傳輸障礙

由于智能化變電站整體所涵蓋的智能化設(shè)備較多，其對(duì)于電力數(shù)據(jù)信息處理和傳輸速度有非常高的要求，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)電力數(shù)據(jù)信息傳輸障礙，便會(huì)立刻造成相關(guān)指令的無(wú)效性應(yīng)答反饋，從而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。也就是說(shuō)，一旦連接相關(guān)設(shè)備的光纖線路或者其他容易影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斀橘|(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題，便會(huì)對(duì)電力數(shù)據(jù)信息的傳輸效率造成不良影響，不僅影響智能變電站的正常運(yùn)行，而且還會(huì)增加經(jīng)濟(jì)成本支出。

3.2失誤問(wèn)題較多

繼電保護(hù)系統(tǒng)中常見(jiàn)的失誤主要集中在計(jì)算方面，計(jì)算失誤常常會(huì)影響繼電保護(hù)系統(tǒng)正常作用的發(fā)揮。而且在計(jì)算失誤中，又以定值整定計(jì)算的失誤和人為的計(jì)算失誤為主，因?yàn)槎ㄖ嫡ㄓ?jì)算的失誤通常會(huì)導(dǎo)致智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)較大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。而人為的計(jì)算失誤常常會(huì)造成一定的操作誤差，從而影響繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4提升繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的措施

4.1提高變壓器保護(hù)的可靠性

在對(duì)電力系統(tǒng)的電壓進(jìn)行有效控制時(shí)，相關(guān)的變壓器系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，因此通過(guò)一定的措施來(lái)提高變壓器保護(hù)的可靠性是非常重要的。在對(duì)變壓器進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，當(dāng)前最常用的有二次諧波制動(dòng)原理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理以及比率制動(dòng)原理等。以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理為例，該原理不僅可以有效提升電力設(shè)備運(yùn)行的精確度，而且還可以通過(guò)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)記錄以及顯示來(lái)對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行實(shí)時(shí)的有效控制。

4.2增強(qiáng)過(guò)程層繼電保護(hù)可靠性

繼電保護(hù)系統(tǒng)中相關(guān)的過(guò)程層繼電保護(hù)主要是指對(duì)系統(tǒng)變壓器設(shè)備以及母線進(jìn)行最大限度保護(hù)，從而有效確保電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在過(guò)程層繼電保護(hù)系統(tǒng)的支持下，可以保證電網(wǎng)對(duì)于可能出現(xiàn)的電力波動(dòng)做到快速響應(yīng)，在最短的時(shí)間內(nèi)將非正常波動(dòng)規(guī)律的電力波動(dòng)恢復(fù)到正常穩(wěn)定的可控范圍內(nèi)。而且由于在對(duì)系統(tǒng)變壓器設(shè)備和母線進(jìn)行保護(hù)時(shí)，需要保證相關(guān)硬件和對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)控制的相對(duì)獨(dú)立，在對(duì)過(guò)程層繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行有效增強(qiáng)的過(guò)程中，通常會(huì)采用多段線路保護(hù)方式。該方式下的增強(qiáng)過(guò)程，可以保證實(shí)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，由此便可以增強(qiáng)過(guò)程層繼電保護(hù)的可靠性。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了有效提升繼電器保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，需要對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的優(yōu)化。由于傳統(tǒng)的變電站在二級(jí)系統(tǒng)的電力信息采集過(guò)程中常常具有一定的冗余性，而冗余性的存在將導(dǎo)致智能變電站在對(duì)電力數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集分析時(shí)常常需要消耗很長(zhǎng)的時(shí)間，極大地影響了數(shù)據(jù)信息的采集效率。所以在智能變電站運(yùn)行過(guò)程中，需要通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化避免繼電保護(hù)系統(tǒng)所存在的冗余。例如以繼電保護(hù)為核心，采用數(shù)據(jù)源統(tǒng)一的方式來(lái)降低電力數(shù)據(jù)信息采集的具體延時(shí)，從而有效提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

4.4電壓的限定延時(shí)

當(dāng)智能變電站在正常模式下運(yùn)行時(shí)，由于電流等相關(guān)因素的影響，常常會(huì)出現(xiàn)一些包括短路等問(wèn)題在內(nèi)的線路故障，這些故障的存在將導(dǎo)致智能變電站出現(xiàn)負(fù)荷電流現(xiàn)象?；诖?，通常需要采用針對(duì)電壓的限定延時(shí)來(lái)對(duì)智能變電站整體運(yùn)行中相關(guān)線路的電流量進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)量。如果通過(guò)對(duì)電流量的分析發(fā)現(xiàn)線路中的負(fù)荷電流超出了規(guī)定的安全值，那么電力系統(tǒng)便會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，且在發(fā)出報(bào)警信息的同時(shí)，同步執(zhí)行相應(yīng)的線路保護(hù)指令，從而最大限度避免故障的發(fā)生，有效提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4.5提高間隔層繼電保護(hù)可靠性

間隔層繼電保護(hù)主要為電力系統(tǒng)中一定范圍內(nèi)的線路控制開(kāi)關(guān)、后備設(shè)備、電力線路以及端母線提供實(shí)時(shí)保護(hù)，而且可以準(zhǔn)確分析電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的故障，并根據(jù)相應(yīng)的故障處理要求提供合適的解決辦法。同時(shí)，間隔層繼電保護(hù)可靠性的提高可以實(shí)現(xiàn)智能變電站對(duì)電壓等級(jí)進(jìn)行合理的集中配置，從而滿足電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際需求。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可靠的電力供應(yīng)是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著至關(guān)重要的作用，目前智能電網(wǎng)的發(fā)展非常迅速，智能變電站的建設(shè)成為主流，智能變電站也帶來(lái)了技術(shù)的變革，對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求，信息網(wǎng)絡(luò)化、操作智能化是最直接的體現(xiàn)，電力系統(tǒng)的安全可靠性也上了一個(gè)新的臺(tái)階。

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