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智能变电站继电保护系统所面临的若干问题张弛

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：张弛

[导读] 摘要：在当前社会背景下，随着电力市场需求量逐步提高，不仅电力系统的建设逐渐增加，而且规模日益扩大，虽然为电力事业的发展带来了良好的机遇，但由于电力系统具有一定的特殊性，所以一旦在运行当中出现故障，势必影响社会经济发展和人民日常生活，所以针对于此，则需要加强保护工作力度，通过继电保护系统的有效应用，促进智能变电站的工作水平不断提高。

        （国网吕梁供电公司山西吕梁 033000）
        摘要：在当前社会背景下，随着电力市场需求量逐步提高，不仅电力系统的建设逐渐增加，而且规模日益扩大，虽然为电力事业的发展带来了良好的机遇，但由于电力系统具有一定的特殊性，所以一旦在运行当中出现故障，势必影响社会经济发展和人民日常生活，所以针对于此，则需要加强保护工作力度，通过继电保护系统的有效应用，促进智能变电站的工作水平不断提高。
        关键词：智能变电站；继电保护；面临问题；提高措施
        引言
        智能变电站是一个智能自动控制化的变电站，它是基于光电信息，微电子集成和网络通信技术结合为一体的系统化设备，主要应用于可以及时对电力故障、线路设备故障及其他异常情况自动交流信号，发出预警，自动断电，对变电站可以进行有效的保护，智能变电站的继电保护系统包括电子式互感设备+合并单元+交换机+网络接口，这使得数据来源变得更加广泛，大大增强了系统的灵活性，随着数据准确性的不断增加，技术人员更加精准的分析继电器保护特性，使智能变电站的继电保护系统比传统的变电站更灵活、更方便。
        1智能变电站概述
        智能变电站是现代科学技术与电力事业有效融合的体现，所以从定义角度进行分析，智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站，所以相比于传统变电站来说，智能变电站的功能更加全面，工作优势明显，以下将从三个角度入手进行分析：（1）结构优势，在传统变电站当中，虽然具有网络结构，但由于其特点并不明显，在一次和二次设备之间多数以采用电缆的硬接点、后台的通信方式为主要采集和传输信息的手段，所以工作效率较低，而反观智能变电站，由于每个设备之间都与网络结构相互连通，所以各层均使用网络方式对信息进行收集和传输，所以信息的共享效果较好，能够极大程度的提高电网的智能化水平。（2）二次设备的布置方式，在传统变电站当中，二次设备的布置方式主要是通过微机保护，将交流的输入组件、A/D转换组件、保护逻辑CPU、开入/开出等组件集成到一起，而智能变电站的二次设备布置方式仅需要对一次设备和二次设备重新进行定位，将保护装置交流的出入组件与A/D转换组件结合成为一个合并单元，并将其放在就地的TA和TV周围。（3）保护接口，传统变电站的保护接口兼容度较低，从实际情况来看，多数传统变电站仅能够支持5A或100V类模拟量接口，所以相对具有一定局限性，而智能变电站的保护接口除却能够支持点对点模式外，还能够支持GOOSE模式下SV和GOOSE模式下接口，所以工作相对灵活高效。
        2关于影响智能变电站继电保护系统运行的因素分析
        在总线和智能变电站的继电保护系统中，异常现象发生最多情况是母胎误动，由于母胎误动造成的故障主要表现母线运行中出现很多情况最终导致智能继电保护系统无法正常运行。在母胎误动造成的严重事故的情况下，电气设备在使用过程中会发生过载、烧毁、停止等情况，为智能变电站造成严重的不良后果。使电气开关不正常制动，这对变电站智能继电保护系统的安全工作有很大的影响。对于区域内一些用户的电力使用造成严重的影响。特别是分析表明，异常开跳闸在实际生活中，主要是由于电气开关在系统运行中的接触不良，由于老化，导致异常的偏转。使得开关出现了异常现象，然后使在变电所工作的变压器出现故障，导致供电事故的发生，对智能变电站的安全可靠运行产生了巨大影响，同时人为因素在智能变电站继电保护系统也有着很大的影响因素，比如说由于人为所造成的错误程序操作，造成智能变电站继电保护系统异常运行，使整个电力系统在实际操作中出现设备故障。出现异常跳闸，线路发生短路和断路的情况，影响了机电的设备的正常运行，造成许多用户用电存在危险因素，因此要想使电气设备安全稳定的工作，必须做好维护措施。

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        3提高继电保护系统可靠性的有效措施
        3.1保护变压器
        在研究继电保护系统的过程中，要想提高系统运行的可靠性，就需要对变压器进行保护，以促进电网的安全运行。在设计变压器的过程中，一般应用比率制动原理来提高变压器设备运行的稳定性。在建设智能变电站的过程中，随着智能技术的广泛应用，可以采用人工神经网络原理对设备进行保护，并且提高设备运行的灵敏度，确保设备在运行的过程中能够具备自我检测的能力。虽然这些技术在应用的过程中还不够成熟，但是在进行继电保护的过程中具有相对的优势，而且具备记忆功能和处理功能，可以对设备进行保护和测控。在应用技术的过程中，还可以实时记录设备的状态，通过数据信息的采集和处理对设备进行保护，而且能够根据实际运行情况，对功能进行实时控制。
        3.2电压采用限定延时
        如果智能变电站处于正常的运行模式，在电流等外部因素的影响下，会存的一些断路故障，导致负荷电流现象的产生，容易导致系统出现故障问题。要想提高系统运行的可靠性，就需要采用电压限定延时的方式对变电站运行过程中各个线路的电流量进行测量。如果负荷电流过大，系统就会发出警示信息，并且执行保护命令，从而提高系统运行的可靠性。
        3.3过程层继电保护
        系统运行过程中采用的过程层保护主要是对系统的母线和变压器设备进行保护，保证电网的正常运行，同时降低电网的运行风险。在应用的过程中，制定保护措施后，保护值不会随意发生变化，即使网络出现波动，保证值不会随之发生变化，可以保持动态的平衡，确保电网的照常运行。但是在运行的过程中，如果应用了大量的一次设备，需要对硬件和开关进行分离，且要保证硬件和开关设置的独立性，以便对母线等线路进行保护。需要应用多段路的保护模式对线路进行保护，还需要根据实际运行情况，采取相应的预防措施，提高采集数据的准确性，以提高系统运行的可靠性。
        3.4优化系统结构
        在设定系统的过程中，需要对系统的结构进行优化，需要设置新的网络作为过程层的网络，以提高系统运行的安全性。传统的变电站在进行系统设置的过程中，通常每个二级系统之间的数据采集程序都会出现冗余现象。智能变电站的建设可以采用数据信息的统一采集方式，确保数据源能够达到统一。在建设系统的过程中，是以继电保护为核心进行系统设计的，而且避免了在进行数据采集的过程中出现冗余现象，减少了采集过程的延迟时间，提高了继电保护运行的可靠性。
        3.5优化运维模式
        电网在正常运行的过程中，需要设置监管信息，并且通过合并单元的模式对信息进行处理。需要建立网络维度管理模式，并且采用不同的操作方式对压板进行处理。在建设智能变电站的过程中，如果处于正常的工作模式，需要根据实际情况对设备进行维护和管理，还需要对设备的运行情况进行实时的监控，需要对系统的运行状态进行评估，在进行检修的过程中，需要做好故障问题的记录。在设计系统时，需要将特殊操作管理程序的制定放在首要位置。在进行继电保护时，管理体系会受到系统的影响，因此必须采用正确的技术和设备，以实现对系统的运行状态的监测和检修。智能变电站中的所有设备都需要处于监控状态下，而且在进行设备状态评估的过程中，需要做好状态的分析。
        结束语
        目前，在进行继电保护系统设计的过程中，还存在一定的问题。需要结合国内外先进的经验，根据实际建设情况，对系统运行过程中可能存在的一些故障问题以及影响因素进行有效的控制，还需要制定科学合理的预防措施，以降低系统运行过程中故障问题的发生率。
        参考文献：
        [1]李鹏程.智能变电站继电保护及自动化探究[J].低碳世界，2018（10）：68-69.
        [2]李鹏.提高智能变电站继电保护的方法[J].电子技术与软件工程，2018（18）：219.
        [3]李苏.试论智能电网环境下的继电保护研究[J].科技与创新，2018（18）：59-60+63