王振
国网山东省电力公司济南市济阳区供电公司 山东 251400
摘要：随着我国工业生产体系的快速发展，用电需求量的逐渐增大，国家为提高生产供电效率，提出了智能变电站的发展计划，以促进智能变电站相关领域快速发展。继电保护技术是智能变电站安全、可靠运行的第一道防线，继电保护装置可靠动作对于智能变电站十分关键，因此强化智能站继电保护技术研究具有十分重要的意义。从确保变电站可靠、稳定运行角度，继电保护装置是维护变电站安全运行的重要设备。随着科学技术的日新月异，国家对智能变电站建设的重视程度也越来越高，更加注重变电站设备节能性、环保性、智能性等方面的发展，以确保智能站更好服务于社会生产发展，在此背景下智能变电站继电保护系统不断更新、发展，逐步涌现出更加智能、简便继电保护技术服务智能站，确保智能站运行更加安全、可靠。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
一、继电保护面临的机遇和挑战
在我国大力发展智能变电站建设的良好形势下，继电保护系统作为电网系统的重要组成部分，面临着严峻的挑战和广袤的机遇。在智能变电站建设中，继电保护系统发展面临巨大挑战，对继电保护装置的可靠性、安全性、智能型、兼容性提出了更高的要求；智能变电站建设中采用了大量的电力电子设备，电力电子设备的广泛应用使得变电站设备运行数据采集更加智能化；继电保护系统需要与变电站电力电子设备相配合，快速、准确采集到设备运行状况并安全、可靠动作，确保变电站稳定运行。同时，智能变电站的快速发展需要继电保护系统更新与之相匹配，共同构建智能变电站动态监测继电保护系统，缩短设备数据更新周期，促进继电保护装置实时同步故障判断的发展，同时还带动了局放监测、雷电监测、覆冰监测等多种系统与继电保护装置的联络发展。
二、智能变电站继电保护系统的主要构成部分
（一）电子式互感器
随着科学技术的发展，传统的电磁式电流互感器已不能融入到现代智能电网系统中，变电站互感器的电磁感应技术逐步被电子式互感采集技术所代替，形成了以合并单元与智能终端为核心的设备信息交互模式。电子式互感器较传统的电磁式互感器具备较快的设备信息传输速度，能够提升并检测设备运行信息传递的准确性，从而有效提升了继电保护装置对变电站设备运行状态判断的速度，同时为变电站运行的安全性、可靠性创造了有利的条件。智能变电站电子式互感器的广泛应用，从设备建设构成角度，有效改善了继电保护装置屏柜的安装空间使用。另外，从设备开发的角度来看，电子式互感器可以输出继电保护装置所需求的数字信息，不需通过数模转化进行传输，极大提高了设备信息传输效率，因此电子式互感器对智能变电站继电保护系统发展起着非常重要作用。
（二）合并单元与智能终端
智能站设备信息经过采集后需传输到中转单元进行信息处理，智能站合并单元即是设备信息处理单位，通过采集设备信息进行分类、合并，将继电保护装置需求的电流、电压、位置等信号进行整合统一发送至继电保护系统，提高了继电保护装置采集设备保护信息的效率。
同时继电保护装置将合并单位发送的保护信息与装置内部的保护定值信息进行对比，发出设备保护动作信号至智能终端，智能站智能终端根据继电保护系统的指令综合分析当前设备信息做出设备分闸、故障信息告警、位置变化等信号迅速发出动作信号，缩小故障范围，提高智能站供电可靠性。
（三）交换机
在智能变电站继电保护系统中，交换机属于智能站最重要的组成部分，基于以太网为基础的交换机代替了传统线缆定点传输的交换模式。自设备功能分类来看，在智能变电站构成系统中，继电保护系统属于核心单元，是保障智能站整体安全运行的中枢机构。而交换机属于智能变电站继电保护结构的重要组成部分，通过连接以太网相互交换设备信息，不断将设备运行的保护信息传输至继电保护系统，继电保护系统通过交换机完成保障设备安全运行的重要职责。
三、影响智能变电站继电保护可靠性的原因
（一）智能变电站继电保护设备因素
数据采集、分析、处理模块元件及断路器等设备在智能变电站继电保护装置中属于硬件设备。继电保护装置中的数据采集系统中数字模拟量输入输出模块、数模转换模块出现故障，会导致正确的输入数据错误输出，当继电保护装置接收到错误的设备信息后，则会发出错误的保护动作信号，从而引发继电保护装置误动作。而当错误数据影响继电保护装置运行状态时导致保护装置未能正确响应，导致整套继电保护装置不稳定甚至失效（拒动作）。
再者电力设备长期运行导致其设备绝缘水平下降、设备内部短路等因素引起的继电保护误动作。继电保护装置的设备中存在多个功能模块，当其中一个模块发生故障时，可能引起继电保护装置运行的不稳定。继电保护装置系统中断路器是继保装置的执行元件，当断路器出现绝缘下降、短路、锈蚀等问题时，可能会出现引起继电保护装置运行的不稳定情况。继电保护装置的通信系统中，通信接口、通信模块、高低频收发交换机、连接设备的电缆、人机交互面板等设备出现问题后会出现通信故障，导致继电保护装置不能及时接收设备数据，影响继电保护装置发出正确动作信号。
（二）人员因素
继电保护装置自安装到投入运行都需要技术人员调试，在这个过程中操作人员一旦出现操作不当或者操作失误，都会导致继电保护装置不正常工作的情况。技术人员专业能力不足、工作责任心不强，在继电保护装置安装、调试时不按施工图纸安装、接线导致接线端子虚接、短接，影响继保装置的正常运行。在设备进行定期试验时，技术人员的不按继保装置试验规程进行试验，对于存在的设备隐患不重视、甚至误操作都会导致继电保护装置不可靠运行。
（三）环境因素干扰
在运设备电磁干扰也是继电保护装置运行不稳定的因素之一，当继电保护装置安装在电气设备较多、室内环境较为潮湿的空间时，继电保护装置周围的电气设备会被较高频率及强度的电磁信号干扰，而精密的、抗干扰能力较差的继电保护设备受到这些信号干扰会造成继电保护装置出现误动作等不稳定现象。
四、提升智能变电站继电保护可靠性的应对方法
（一）加强继电保护装置硬件巡视与维护
设备运维管理单位应对继电保护装置进行定期巡视，检修人员应定期对保护装置进行保护校验，确保保护装置可靠动作，保障智能站设备安全稳定运行。当智能站设备发生故障时，检修人员查找故障原因通常采用顺序检查法、逆序检查法、整组试验法三种查找方法。顺序检查法是在继保装置拒动时使用试验的手段查找故障根源，在查找过程中先从外部再到内部的逐一排查。当顺序检查法无法确定事故点且继电保护装置出现误动的时候，可采用逆序检查法，分析事故经过，通过外部设备检查、绝缘检查、性能测试等由下至上查找原因。整组试验法主要对继电保护装置动作逻辑性及信息进行分析，通过核实继电保护装置整体动作时间及动作逻辑性分析故障原因。针对继电保护装置在长期运行时表面积灰导致的绝缘性能变差的情况，在编写继电保护装置运行规范时应要求运维人员对保护装置进行定期清扫，降低继电保护设备的故障率。
（二）加大工作人员的培训力度
继电保护装置安全可靠运行离不开运维检修人员的辛勤工作。在继电保护装置运行的多个环节都需要工作人员具有较强的责任心和较高的专业技术能力。为减少、规避工作人员在运维检修中出现操作失误、不按规程操作等问题应结合继电保护装置运行实际加强对从事继电保护专业的工作人员的专业技能培训与职业素质培养，积极开展月度、季度等周期性的继电保护专业知识大讲堂活动，并制定相应的绩效考核措施。同时，从事继电保护工作的单位应积极开展继保技能大比拼与实操考核，认真提炼经验教训，制定提升方案认真落实，通过专业化的技术培训全面提升继电保护工作人员的综合素质。
（三）增强继电保护装置抗干扰能力
针对继电保护装置运行稳定性易受电磁干扰影响的问题，继电保护工作人员应采取加设接地电容、增加电感线圈中的电容数量、增设隔离变压器、回路采用屏蔽电缆等措施降低干扰。同时，相关继电保护设备厂家在产品设计时应充分考虑加强继电保护装置在运行过程中的抗干扰能力。
五、在全新的智能变电站继电保护中需要格外注意的工作要点
首先在智能站继电保护系统的建设过程中，需要紧密贴合继电保护的可靠性、速动性、灵敏性及选择性的特点，就地安装继电保护装置时充分考虑电磁环境适应性、气候环境适应性等方面。其次智能站继电保护系统应开展“无盲点”监测，智能变电站的信息传输主要通过通信光缆进行，工作人员不能直观地进行检查或维修，应当加强对保护功能与设备信息的监控，进而完成保护装置、网络连接、信号输入、信号输出的自检功能。
六、结束语
变电站继电保护系统从最初的机电式保护到晶体管、集成电路式保护，发展到如今智能信号自动采集继电保护，其基础构成已经是智能电气设备的信息互联。以物联网技术为基础的智能继电保护装置，通过物联网将设备信息与继电保护装置进行有序整合、交互，实现对电力系统进行自动监测、保护，保障变电站设备安全、可靠、稳定运行。
参考文献：
[1]杨民凯,武光升,徐庆忠.智能变电站继电保护系统可靠性研究[J].环球市场,2016(15):141-141.