智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析

牛新朋

摘要：在電力發(fā)展過程中，為了有效適應社會發(fā)展每個階段對于電力的不同需求，電力系統(tǒng)需要通過不斷引入新的技術來對自身進行優(yōu)化升級，例如當前被廣泛推廣建設的智能變電站。但是智能變電站對于繼電保護仍然具有比較高的要求，因為繼電保護系統(tǒng)作為智能變電站整體架構中重要的組成部分，其可靠性的高低將在很大程度上決定智能變電站運行的穩(wěn)定以及安全?；诶^電保護系統(tǒng)在智能變電站運行過程中的重要性，本文對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性進行簡單的介紹說明。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統(tǒng);可靠性分析

1智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的重要意義

電器元件在單位時間內、特定的環(huán)境下完成規(guī)定功率，并且不發(fā)生任何故障，這就能夠代表這個元件的可靠性。電網的智能化建設過程中變電站是最為關鍵的節(jié)點，繼電保護系統(tǒng)的智能化程度以及運行穩(wěn)定性對于變電站運行的穩(wěn)定程度產生直接的影響。變電站的智能化實現一般通過兩個途徑，信息及網絡技術的方式，其中有很多的電子元件及智能設備，并且所有的元件及設備都必須安全、穩(wěn)定、可靠。變電站運行的客觀條件、數據及環(huán)境因素發(fā)生一定的變化都會影響整個電力系統(tǒng)的運行，繼電保護系統(tǒng)會在故障發(fā)生的第一時間發(fā)揮其隔離的作用，讓整個系統(tǒng)規(guī)避電壓、電流帶來的危害，提升整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。所以，繼電保護系統(tǒng)穩(wěn)定性直接關系到整個電力系統(tǒng)的運行，必須著力于提升其可靠性。

2智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性評估數據

繼電保護系統(tǒng)可靠性評估的基礎條件是擁有準確的線路元件故障信息記錄。供電系統(tǒng)對關鍵系統(tǒng)元件具有標準的保養(yǎng)檢修記錄，在良好的檢修和維護體系下，對于可修復元件，在其使用期限內的故障率可視為常數。通常情況下，變電站的智能化設計是采用合并單元配合供電線路常規(guī)變壓器完成一次交流信息的傳輸和采集，利用智能控制系統(tǒng)配合線路中的常規(guī)斷路器完成供電線路的一次設備自動化控制[7]。根據智能變電站設計的相關標準，當使用信息直接采集方式對線路進行繼電保護時，保護系統(tǒng)不需要依賴外部時間同步，數據采集的靈敏度及其可靠性評估則不會受到同步鐘源限制;若采用了網絡采集控制信息的智能控制方式，則會受到同步鐘源的限制，需要采用IEEE1588集中式時間同步方式。繼電保護系統(tǒng)中的元件修復率統(tǒng)一設定為m=365次/y。故障和修復的參數全部符合指數分布規(guī)律，所以可以使用馬爾科夫鏈模型進行模擬。采用長期穩(wěn)態(tài)概率作為此次繼電保護系統(tǒng)可靠性分析的指標。

3提升智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的有效措施

全面建設數字化智能電網工程項目，使高壓供電系統(tǒng)的運行更加安全，供電服務質量也更加高效，其中繼電保護系統(tǒng)的可靠性設計是最為重要的部分，是決定電網運行穩(wěn)定性的一個重要因素。由于智能變電站的復雜性，使得對繼電保護系統(tǒng)的可靠性有了更高的要求。為此，必須合理利用相關技術和做好管理工作，提升繼電保護系統(tǒng)的可靠性，提升智能變電站的穩(wěn)定性。

3.1改良設備元件

基于智能變電站繼電保護系統(tǒng)中合并單元元件的特殊作用，通過改良合并單元元件利用方法，可以有效提升系統(tǒng)運行的可靠性。通常而言，繼電保護系統(tǒng)中的合并單元會與電子互感器共同完成信息采樣工作，但為了增強合并單元的可靠性，就需要在繼電保護系統(tǒng)的每一個信息采樣環(huán)境再加入A/D系統(tǒng)，通過同步輸出多個采樣值的方法，增強繼電保護系統(tǒng)的可靠性。此外，還可以通過提高系統(tǒng)當中交換機元件的冗余度以及光纜線路元件可靠性的辦法，增強智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性。事實上，智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性受到交換機穩(wěn)定性和光纜線路安全性的影響，只有通過對繼電保護元件的日常保護，才能最大限度的提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性。

3.2增強過程層繼電保護可靠性

繼電保護系統(tǒng)中相關的過程層繼電保護主要是指對系統(tǒng)變壓器設備以及母線進行最大限度保護，從而有效確保電網系統(tǒng)的正常運行。在過程層繼電保護系統(tǒng)的支持下，可以保證電網對于可能出現的電力波動做到快速響應，在最短的時間內將非正常波動規(guī)律的電力波動恢復到正常穩(wěn)定的可控范圍內。而且由于在對系統(tǒng)變壓器設備和母線進行保護時，需要保證相關硬件和對應開關控制的相對獨立，在對過程層繼電保護可靠性進行有效增強的過程中，通常會采用多段線路保護方式。該方式下的增強過程，可以保證實時記錄的數據的準確性，由此便可以增強過程層繼電保護的可靠性。

3.3強化線路保護配置

在智能變電站的運行過程中，線路保護裝置發(fā)揮著巨大的作用，其既能合理地控制和保護供電系統(tǒng)中的各種電壓系統(tǒng)，又能在裝置的運行中發(fā)揮監(jiān)控、測量、保護和調節(jié)的作用。智能化變電系統(tǒng)主要采用縱聯差動方式對線路保護裝置進行保護，其保護方式主要有后備式和集中式兩種。智能變電站設備在實際使用過程中，要根據實際情況選擇合適的方式對變電站供電系統(tǒng)線路保護配置異常進行處理，以保證相關設備能夠正常工作，從而有效地提高智能變電站運行的平穩(wěn)性和安全性能。

3.4完善自動報警功能

變電站運行過程中，如果系統(tǒng)內部出現故障，就會自動發(fā)出警報，智能變電站的繼電保護裝置就能做出反應，通過識別智能變電站中相關電力數據和整理信息以及保存之后，再識別故障發(fā)生位置;系統(tǒng)的分析模塊會利用系統(tǒng)故障前后的運行數據，完成對故障的初步診斷工作，之后智能變電站內部的繼電保護會跳閘以保護整個系統(tǒng)。報警裝置的運行速度和自動化水平有關，智能變電站建設中應該完善自動報警功能，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。必須加強對自動報警系統(tǒng)診斷和自動識別功能上的研發(fā)，提升對智能變電站故障問題的發(fā)現速度和診斷的準確性，保護智能變電站的同時也保護電力系統(tǒng)，避免電力系統(tǒng)受到故障問題的干擾，充分保證智能變電站運行的穩(wěn)定。

3.5電壓的限定延時

當智能變電站在正常模式下運行時，由于電流等相關因素的影響，常常會出現一些包括短路等問題在內的線路故障，這些故障的存在將導致智能變電站出現負荷電流現象?；诖耍ǔＰ枰捎冕槍﹄妷旱南薅ㄑ訒r來對智能變電站整體運行中相關線路的電流量進行仔細的測量。如果通過對電流量的分析發(fā)現線路中的負荷電流超出了規(guī)定的安全值，那么電力系統(tǒng)便會及時發(fā)出報警信息，且在發(fā)出報警信息的同時，同步執(zhí)行相應的線路保護指令，從而最大限度避免故障的發(fā)生，有效提升了電力系統(tǒng)運行的可靠性。

3.6優(yōu)化運維體系

智能變電站運維工作中，運維人員所使用的軟件、硬件都應使用標準的操作，而且要重視對智能終端柜操作過程中的關鍵點，減少設備因運轉過程中不利影響。對系統(tǒng)的維修和養(yǎng)護工作也要結合具體的工作內容確定處理方法，電力系統(tǒng)內部應結合自身變電站在智能技術選擇、應用方面的特點建立規(guī)范的操作手冊，加強日常工作中對系統(tǒng)的狀態(tài)評測等工作，利用核心技術提升系統(tǒng)的監(jiān)管水平。并且，智能變電站技術是在不斷發(fā)展的，因此在變電站技術水平不斷提升的同時，也要不斷更新運行維護標準，確保運維工作的質量。

4結束語

綜上，智能變電站的廣泛推廣有效促進了電力系統(tǒng)的良性發(fā)展，而繼電保護系統(tǒng)可靠性的高低將會對智能變電站的正常運行產生重要的影響。為了保證智能變電站的安全穩(wěn)定運行，本文對一些可以有效提升繼電保護系統(tǒng)可靠性的措施進行了簡要的介紹。

參考文獻

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