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智能变电站继电保护系统可靠性分析苏晓东

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：苏晓东

[导读] 摘要：继电保护是电网安全稳定运行的最重要的防线，其在系统发生故障时能否实现可靠的动作以及非故障时可靠的动作将对人身安全、设备安全产生直接的影响、随着智能变电站的推广范围逐渐扩大，每年都有大量的智能化变电站投运应用，那么如何对智能变电站继电保护系统进行准确的可靠性评估，一直是继电保护工作中所面临的难题和研究的重点。

        （国网河北省电力有限公司河间市供电分公司河北河间 062450）
        摘要：继电保护是电网安全稳定运行的最重要的防线，其在系统发生故障时能否实现可靠的动作以及非故障时可靠的动作将对人身安全、设备安全产生直接的影响、随着智能变电站的推广范围逐渐扩大，每年都有大量的智能化变电站投运应用，那么如何对智能变电站继电保护系统进行准确的可靠性评估，一直是继电保护工作中所面临的难题和研究的重点。鉴于此，本文主要分析探讨了智能变电站继电保护系统可靠性措施，以供参阅。
        关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
        引言
        随着时代的发展和科技的进步，电力领域发展迅速，和以往的变电站相比，智能变电站继电保护系统有着巨大的改变，无论是从整体结构还是功能上都有着巨大的提升，因此为了提升智能变电站的运行效率与安全性，加强对变电站继电保护系统的研究十分关键，有效提升其运行的稳定性。
        1过程层继电保护
        在此阶段中，需要实现对快速跳闸的系统功能，对变压器、母线、输电线路等设备进行保护，从而降低电网运行风险，加强对电力调度系统的保护作用，提高电力调度系统安全性，重点要把握电力调度系统的关键保护作用，简化系统保护的装置与设备。一般情况下，主保护定值中存在有相对小的波动，即使电力系统的具体运行产生变化，其也不会随之发生改变，能够有效实现电力系统运行的稳定性。但由于一次性设备的广泛运用，因此在保护中，开关设计必须要做到与硬件相分离，实现相对独立的保护，从而有效保护母线与输电线路。对于同样的输电线路来说，可以运用不同的开关电源以实现有效的单独采样，在调整的时候，可以利用主保护通信口进行，从而全面掌握系统电流。并且，可以运用多端输电线路保护对智能变电站之中的变压器与母线进行保护，在智能变电站站内保护装置的跟踪采样过程中，也要实现线路保护的跟踪采样。跟踪采样时，在主站采样基础之上予以调整，以确保采样获得的数据真实可靠。
        2间隔层的继电保护
        过程层继电保护一般是维护对电力系统中母线与变压器等，确保电网运行的平稳，避免发生安全问题。过程层继电保护时，维持定值的恒定，如果电力系统产生振荡，保护定值不会发生变化，系统处于平衡当中，继而保持电力系统运行的平稳。应当重视的是，在多次使用一次设备时，需要分离硬件和开关，确保硬件和开关相互独立，有效维护母线与配电线路，通过运用多段线路保护，强化智能变电站母线保护，不进行采样，把采样调至合适状态，确保采集而来的数据无误，具有一定的适应性，最终确保间隔层继电保护较高的可靠性。
        3变压器保护措施
        提升变压器保护的可靠性对于保证电网的安全运行有着重要的作用。通常采用比率制动原理、二次谐波制动原理等来实现差动保护稳定性的加强，在智能变电站中，随着智能技术的应用和发展，基于小波理论的差动保护、基于人工神经网络原理的差动保护都能够有效提升主设备保护的灵敏度和对故障的鉴别能力，但就目前来看，这些技术还不甚成熟。微机保护有着较好的优越性，且技术相对成熟，其记忆能力和处理能力十分强大，集成了保护、测控以及录波等众多功能，通过网络接口能够将设备状态、录波数据以及保护数据等及时上传，实时对保护动作情况及参数相关变化进行显示，可以根据实际情况实现某一功能的及时投退或实现对相关定值的修改，这对于提升变压器保护的可靠性有着重要的意义。

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        4过流电限定保护
        智能变电站在其工作过程中，会受到很多因素的影响，例如电流过载会导致变电站系统的外部设备出现断路的状况，从而引起电流负荷过大的现象发生，尽管这种现象发生时，与正常电流的数值相比，过负荷电流数值的大小区别不大，但是，过负荷电流容易引起跳闸现象的发生，这会极大程度地影响到智能变电站继电保护系统可靠性的提升。相关工作人员为了解决这一问题，应当改进配置方法，可以采取电压限定延时的方法，对于各线路中电流量来进行测定并对电量进行合理的分配，当过负荷现象发生时，电力系统会及时监测，并且及时地将相关信息发送到智能终端中加以解决，这样就能有效的促进智能变电站保护系统运行的稳定性与安全性的提升。
        5强化自动报警机制
        在智能变电站继电保护系统中，自动报警机制是重要组成部分，自动报警机制会对智能变电站继电保护系统的安全稳定运行产生直接影响，同时影响系统的可靠性。要对自动报警机制进行强化具体要注意以下几点问题。第一，在智能变电站继电保护系统运行期间如果出现故障问题，那么自动报警机制将会自动启动，在这一过程中，继电保护装置会及时做出反应，对变电站中的电力数据进行保存。分析系统内部故障点，收集故障数据信息，根据故障数据信息进行详细分析，并给出初步诊断结果。第二，在完成诊断之后，继电保护装置会做出跳闸反应，从而对智能变电站系统达到良好保护效果。强化自动报警机制可使得电力系统故障诊断效率与质量得到保障，防止电力系统在运行过程中受到电力故障的影响，从而提升智能变电站继电保护系统的可靠性。
        6以太网冗余性
        提升系统的冗余性，确保变电站继电保护可靠的运行，避免安全隐患，利用基于太网交换机的数据链路层技术，监督及控制变电站自动化运行情况，通过使用各种形式，达到各自要求。另外，网络架构也要符合自身要求，该需求的组成一般为三个基础网络，从而确保变电站继电保护系统运行的可靠性。利用交换机，传递总线结构当中的数据，使用的接线数尽可能少，而通过此方式表现出的冗余度相对较低。使用时，一般延长长度，获得较高的敏感度。环形结构与总线结构在这方面的相似性非常强，可让设备获得非常高的冗余程度，有效将交换机与其结合起来，便形成树协议。因为有此结构的存在，使继电保护系统运行具备了良好的冗余度，还可合理调控网络结构，而环形结构在使用当中因为受到许多时间的束缚。星型结构是一个十分突出的结构形式，此结果关键特征是无需等待过久。所以，变电站运行时，务必结合自身实际，选取的系统网络架构，充分衡量各方式的优势及缺陷，通过对比，选取合理有效的网络架构，最终提高继电保护系统的可靠性。
        7注重装置就地操控防误技术的科学运用
        利用装置就地操控防误技术，能够发挥出良好的防误操控作用，当产生突发意外情况的时候，能够在最短的时间当中完成制止处理，进而确保有关操控工作人员和相应设施的安全性。并且和有关后台监测管理平台相配合，发挥出各自的作用，让运作的质量获得有效的保障。一般来说，就地操控防误技术涵盖了下述两个不同的构成内容：①有关操控工作人员应该结合自身的需求情况，选用更加合理的装置，同时借助系统，完成相关操控设施的解锁与暂停睡眠处理。②进行操控的过程当中，仅存在实施操控的设施产生亮屏、开启的现象，如此，能够避免实施操控的时候，因为外形方面的近似，导致操控失误情况的发生。
        结束语
        总的来说，相较于传统长队的继电保护，智能变电站对于系统可靠性的要求更高．所有要通过对不同系统状况的分析，科学合理的制定有针对性的系统可靠性保护和配置方案，重视薄弱环节和容易出现问题的位置，同时还要对重点位置进行系统保护．以此来提升继电保护系统可靠性。
        参考文献
        [1]张辉.智能变电站继电保护系统可靠性研究[J].科技风.2019(15).
        [2]霍干.智能变电站继电保护系统可靠性探索[J].数字化用户.2018(35).
        [3]黄振中.智能变电站继电保护系统可靠性提升分析[J].电力系统装备.2020(03).