智能變電站繼電保護的穩(wěn)定性分析

黃喜旺 杜梓銘

摘要：在智能變電站繼電保護二次回路中，提出物理連接和邏輯連接的在線檢測方案。智能變電站作為電路保護監(jiān)測系統(tǒng)的主要工程，智能變電繼電保護裝置和在線監(jiān)測二次回路保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護;系統(tǒng)穩(wěn)定;

電力系統(tǒng)與人們的日常生活精密相連，電力故障的產(chǎn)生會帶來極大的影響力，主要包括社會穩(wěn)定、人民生活和社會經(jīng)濟等等。例如，2014年美加大因停電直接或間接影響到人們的生活，人數(shù)直達5000萬，經(jīng)濟損失高達300多億元;2012年7月30日，印度北部電網(wǎng)的停電使印度本地人口遭到了極大損傷，有近30%的人生活受到影響;后來北部和東部再次停電，影響人口上升到了50%，這次的停電事故為地球了影響人口量最高的一次。北美電力委員會通過近17年的停電事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近63%的電力系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模停電是由于繼電保護方面存在失誤而引起的。所以，為了防止電網(wǎng)再次產(chǎn)生這樣的重大事故，需不斷增強繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

隨著不斷出現(xiàn)的智能設(shè)備，先進的探測技術(shù)和1EC61850的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是不可避免的，根據(jù)所采取的措施，可靠、安全、經(jīng)濟、高效和環(huán)境清潔智能電網(wǎng)已逐漸得到實現(xiàn)。從智能電網(wǎng)的進展歷程進行劃分可分為三個環(huán)節(jié)：2009～2010年作為規(guī)劃試點環(huán)節(jié);2011～2015年作為綜合建設(shè)環(huán)節(jié);2016～2020年作為提升帶領(lǐng)環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的中國智能電網(wǎng)已到達全球水平的前沿位置。第二階段結(jié)束后，即將開啟我國家智能網(wǎng)格全面發(fā)展的核心時期。我們國家的電力水平正在穩(wěn)步上升，連接范圍正在擴大，電氣連接越來越緊密。電網(wǎng)中斷的可能性和連鎖反應(yīng)將大大增加。所以，繼電保護防御系統(tǒng)的維護和運行是較難完成的。

繼電保護主要經(jīng)歷了電機式、集成電路式和微機型等5個環(huán)節(jié)。當(dāng)前國內(nèi)所使用的繼電保護裝置主要為微機型。微機保護起源于1960年代，成熟于1990年代，后大規(guī)模使用于國內(nèi)。

雖然我國進行了很多有關(guān)微機保護可靠性評估的工作，但作為數(shù)字保護的發(fā)展和對第二次設(shè)備的在線監(jiān)測系統(tǒng)的提案，根據(jù)現(xiàn)有的可靠性評估方法在一定程度上存在考驗。因此，根據(jù)新的情況，制定新的可靠性研究方法是當(dāng)務(wù)之急。準(zhǔn)確的誠信評估系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)預(yù)測繼電保護系統(tǒng)的可靠性，找出系統(tǒng)中存在的缺陷，對相關(guān)人員進行理論指導(dǎo)，使繼電保護系統(tǒng)更加完善，建設(shè)更加具有科學(xué)性。

1 智能變電站繼電保護的穩(wěn)定性

當(dāng)今電力智能迅速發(fā)展，我國的智能變電站變得極為重要，其安全穩(wěn)定直接關(guān)系到人們的生活。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大部分實踐的智能變電站所受影響因素極多，很容易就造成供電異常的情況出現(xiàn)，給人們的生活帶來極大不便。此外，還會造成相關(guān)設(shè)備損壞的利弊，經(jīng)濟損失也不可避免。所以構(gòu)建智能變電站繼電保護系統(tǒng)的同時，還需要使變電站中各種設(shè)備的穩(wěn)定運作得以保障，減少干擾因素的影響。這樣使繼電保護裝置的損害因素有所下降。在面對電力系統(tǒng)運行時的突發(fā)狀況，智能變電站可通過繼電保護來發(fā)出預(yù)警，讓相關(guān)技術(shù)人員對相關(guān)故障進行緊急處理，減少故障損失。如果相關(guān)故障發(fā)生在智能變電站，繼電保護設(shè)備會及時清除它們，將電網(wǎng)與故障節(jié)點分開，防止故障擴大，減少故障損傷范圍，為智能變電站提供有效的安全隔離。

2 智能變電站繼電保護的可靠性

與傳統(tǒng)的變電站保護制度相比，智能變電站的工作應(yīng)該在保護電網(wǎng)安全的效率層面進行提高。智能變電站的穩(wěn)定可從信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以保障。一般來說，為了確保電子設(shè)備的變電站安全性，確保其能穩(wěn)定運行，必須充分利用不同規(guī)模的智能電子設(shè)備。影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素是操作環(huán)境和電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)水平，也是電子設(shè)備和裝置的運行的效率產(chǎn)生了影響。如果干預(yù)措施不及時的話，智能變電站的安全和穩(wěn)定將直接被影響。在這種情況下，不斷改進智能變電站的穩(wěn)定和安全，連操作人員都需要更新觀念。

3 變電站與繼電保護技術(shù)

繼電保護作為安全電網(wǎng)的第一道防線應(yīng)迅速檢測到阻隔點，并對所有的故障點都能迅速隔離開。建造必須有四個特征：可靠性、速度性、靈敏性和有選擇性。繼電保護經(jīng)歷了整流型、晶體管型、集成電路、保護微計算機等等一系列的技術(shù)，但“四性”是電網(wǎng)的基本需求。在不同的開發(fā)階段，繼電保護技術(shù)的四個特性也在不斷改善。根據(jù)電網(wǎng)的異常情況，繼電保護需要快速、精確并可靠地解決故障，計算電力系統(tǒng)的過渡問題信息，使用基波來解決問題，不同故障的時間范圍不同，算法也不同。繼電保護系統(tǒng)主要可以分為;模擬數(shù)據(jù)收集、A/D轉(zhuǎn)換、邏輯操作、輸入/輸出環(huán)節(jié)。模擬數(shù)據(jù)收集來自互感器，輸出到開關(guān)直至跳閘。通過微計算機的保護，保護裝置有效地解決了設(shè)備簡化與邏輯電路的問題，并擁有執(zhí)行功能。主設(shè)備和二級設(shè)備之間的交流信息主要由二次電纜、光纖進行。因為保護裝置必須是在出現(xiàn)故障的地方絕緣故障，簡化保護繼電保護系統(tǒng)連接將提高繼電保護的穩(wěn)定性與可靠性。

3.1 傳統(tǒng)變電站與繼電保護

現(xiàn)如今自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)正在快速發(fā)展中，智能變電站技術(shù)將帶來新的局面。過程層設(shè)備國產(chǎn)化和信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化等具有鮮明特征的技術(shù)，將徹底改變變電站的建設(shè)與運行方式。根據(jù)技術(shù)的不斷進步和繼電保護“四性”的不斷提高，繼電保護作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第一道防線的重要性越來越得以充分表現(xiàn)。所有技術(shù)中，繼電保護的“四性”已成為根本準(zhǔn)則。

3.2 智能變電站與繼電保護

因為智能變電站中的IEC61850逐漸被應(yīng)用起來，所以繼電保護技術(shù)發(fā)生了極大的變革。它不會像原來的獨立性一樣，而是開展了將以前的“保護裝置”時代向“保護系統(tǒng)”進行轉(zhuǎn)化，與保護設(shè)備能夠進行一次性融合。在如今這類新勢力下，繼電保護的“四性”怎樣才能得以提升，繼電保護在國際上的地位如何才能得到保持。繼電保護工作者為國家智能發(fā)電站的謀劃帶來了創(chuàng)新，為間隔裝置和自動型信息獲取的安全與可依靠性帶來了一個“嶄新的世界”。由智能發(fā)電站的自身優(yōu)點進行開展基于區(qū)間層、站控層和區(qū)域電的研究，得到網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)架構(gòu)。智能發(fā)電站繼電保護技術(shù)多半是由傳統(tǒng)繼電保護技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的;就像三層兩網(wǎng)的保護架構(gòu)，智能電網(wǎng)的技術(shù)更新主要體現(xiàn)在采樣跳閘，傳統(tǒng)電纜改為光纜，光纜將過去傳輸?shù)哪M和開關(guān)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字編輯利用電路、跳閘電路和繼電器保護，可靠地實時監(jiān)測的四個方面也提出了更高的要求。

4 結(jié)語

隨著智能變電站技術(shù)的快速發(fā)展，不僅對可靠性的要求很高，而且對敏感性的要求也很高。通過優(yōu)化與現(xiàn)代化傳統(tǒng)的智能變電站的準(zhǔn)備方法，以智能變電站作為電網(wǎng)建設(shè)的核心，在組織過程中進行對構(gòu)建系統(tǒng)進行相應(yīng)的管理，可以改善整體的穩(wěn)定性，提高智能變電站的總體技術(shù)水平。

電力是經(jīng)濟建設(shè)的主要支撐點，在社會發(fā)展中起著重要作用。電力在經(jīng)濟建設(shè)和社會生產(chǎn)方面有著重要的影響力?，F(xiàn)如今的智能變電站發(fā)展極為迅速，而且電網(wǎng)已經(jīng)成為首要防御體系。智能化繼電保護技術(shù)包含了信息網(wǎng)絡(luò)和智能操作的新內(nèi)容，并在安全管理中達到了電網(wǎng)可靠性的新水平。與傳統(tǒng)的中繼保護相比，智能化繼電系統(tǒng)具有更高的設(shè)備協(xié)作能力，設(shè)備交換能力更簡單、更方便，可以節(jié)省大量的人力和物質(zhì)資源，因此具有明顯的優(yōu)勢。但智能變電站的繼電保護技術(shù)同時也有著一些特殊的限制。由于設(shè)備的可靠性和功能一體化程度的提高，仍然需要測試當(dāng)?shù)胤烙目煽啃约捌湓诶^電防御系統(tǒng)方面的有效性。智能化變電站技術(shù)所實施的計劃在工程實踐中不斷進步，在智力實踐中不斷發(fā)展。在保護繼電器方面，從電子選擇變壓器到常規(guī)模式，再通過混合裝置選擇樣品，然后直接選擇本地智能接口設(shè)備，從一無所有到應(yīng)有盡有再到一無所有。因此，繼電保護系統(tǒng)正在向吸收強度、生態(tài)、敏捷性和可靠性的方向進行全面發(fā)展。

參考文獻

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