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变电站自动化系统继电保护问题分析邵传方

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：邵传方

[导读] 摘要：目前，电力工程建设的发展迅速，电力系统在实际运行中会存在很多干扰，要想提高其稳定性和高效性，就要有效协调电力系统自动化和继电保护的关系，促使电力系统能够朝着智能化方向发展。

        中国水利水电第十二工程局有限公司浙江丽水 323000
        摘要：目前，电力工程建设的发展迅速，电力系统在实际运行中会存在很多干扰，要想提高其稳定性和高效性，就要有效协调电力系统自动化和继电保护的关系，促使电力系统能够朝着智能化方向发展。在此期间，我们需要针对电力系统运行存在的问题进行及时的完善，以便电力企业能够获得可持续发展以及为社会各界提供安全性、智能性电力支持。本文结合电力系统的继电保护和自动化的关联性展开探讨。
        关键词：变电站；自动化系统；继电保护；问题分析
        引言
        在电力发展过程中，为了有效适应社会发展各个阶段对于电力的不同需求，电力系统需要通过不断引入新的技术来对自身进行优化升级，例如当前被广泛推广建设的智能变电站。但是智能变电站对于继电保护仍然具有比较高的要求，因为继电保护系统作为智能变电站整体架构中重要的组成部分，其可靠性的高低将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定以及安全。基于继电保护系统在智能变电站运行过程中的重要性，本文对智能变电站继电保护系统的可靠性进行简单的介绍说明。
        1智能变电站继电保护系统可靠性的重要意义
        电器元件在单位时间内、特定的环境下完成额定功率，并且不发生任何故障，这就能够代表这个元件的可靠性。电网的智能化建设过程中变电站是最为关键的节点，继电保护系统的智能化程度以及运行稳定性对于变电站运行的稳定程度产生直接的影响。变电站的智能化实现一般通过两个途径，信息及网络技术的方式，变电站有很多的电子元件及智能设备，并且所有的元件及设备都必须安全、稳定、可靠。变电站运行的客观条件、数据及环境因素发生一定的变化都会影响整个电力系统的运行，继电保护系统会在故障发生的第一时间发挥隔离的作用，让整个系统规避故障电流电压带来的危害，提升整个系统运行的稳定性。所以，继电保护系统稳定性直接关系到整个电力系统的运行，必须着力于提升其可靠性。
        2智能变电站继电保护系统所遇到的问题
        2.1数据信息传输障碍
        由于智能化变电站包括的智能化设备较多，其对于电力数据信息处理和传输速度有非常高的要求，一旦继电保护系统在运行过程中出现电力数据信息传输障碍，便会立刻造成相关指令的无效性应答反馈，从而影响电力系统的正常运行。也就是说，一旦连接相关智能设备的光纤线路或者其他容易影响数据传输的传输介质出现问题，便会对电力数据信息的传输效率造成不良影响，进而影响变电站的正常运行。
        2.2失误问题较多
        继电保护系统中常见的失误主要集中在计算方面，计算失误会影响继电保护系统正常作用的发挥。而且在计算失误中，又以人为的计算失误为主，因为定值整定计算的失误通常会导致智能变电站继电保护系统出现较大的运行风险。而人为的计算失误常常会造成一定的操作误差，从而影响继电保护系统运行的可靠性。
        3提高电力系统自动化程度与继电保护水平策略
        3.1数据挖掘技术
        由于电力系统的稳定和大众的生活质量密切相关，因此无论是电力系统的自动化程度还是变电站继电保护水平，都需要得到提高。在此形势下，数据挖掘技术逐渐引起广泛的关注，该技术主要包括灰色分析法、神经网络以及周期性关联规则挖掘算法等，能够促使电力自动化程度得到明显的提升，同时也能够为电力系统继电保护水平的提高提供有力的技术支持。

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如引入神经网络后，为电力系统自动化领域的数据共享、数据决策以及数据分析等提供了有力的支持，同时也顺利解决了电力调度关联性差以及基础数据整合不统一等问题；而灰色分析法对于电力领域的电力销售情况起到良好的服务作用，同时还能够预测用户的用电情况以及为处理电力系统的不完整数据提供了有力的支持；周期性关联规则挖掘算法对于电力系统存在的隐患以及不足之处能够进行有效地解决，蚁群算法是周期性关联规则挖掘算法的典型代表，在分类检索和路径检索的支持下，无论是提高电力系统自动化程度，还是提高继电保护水平，都获得了强有力的支持。
        3.2继电保护需与电力系统自动化相结合
        由于电力系统运行容易受到很多干扰，致使电气设备和输配电线路增加了产生故障的概率，这时就体现出继电保护的重要性。但是继电保护的作用要想真正发挥出来，就需要和自动化技术相结合，以便功能和性能都可以得到强化，只有这样才能更好地处理电力系统在运行中产生的各种故障，才能使电力系统更加安全可靠的运行。因此，继电保护要得到最大化地发挥，则需要和电力系统自动化相契合。如①变压器后备保护。在变压器后备保护方面可以运用分布式保护，以便在继电保护中更好的完善就地控制、就地测量以及电压等级和直接采样等，如果能将控制测量智能单元安装在GIS汇控柜中，并且在智能保护设备中进行应用，就可以有效提高继电保护的有效性。②变压器差动保护。在Goose网络的作用下，能够使失灵、变压器保护跳母联等故障信息传输，同时对两侧子单元发送数据引起关注，失灵保护跳闸接收、传输命令便就此实现。③备用电源自投。借助模光纤通道、IEC61850-9-2采样值传输协议，可以在110kV智能变电站实现备用电源自投功能。除此之外，从工作属性角度分析，维护电力系统工作具有很大的危险系数，为了防止事故的发生，有必要将继电保护安全管理制度进行完善。而在实际继电保护工作过程中，会因为相关工作人员的操作达不到规范以及操作设备安全系数不到位等，致使相关人员在进行继电保护作业时经常出现各方面事故。这就要求相关管理人员加大力度，促使继电保护工作能够标准化、规范化。与此同时，电力企业也可以编制作业指导书，让各岗位的工作人员都能够在作业过程中有据可依。
        3.3广域继电保护
        传统继电保护作用范围较小，为了让继电保护在电力系统自动化中更好的发挥作用，可以开展广域继电保护。广域继电保护和传统继电保护在认知方面存在差别，广域继电保护的核心在于能够提升系统设备的安全性和稳定性，还能使系统设备的信息得到充分地利用。如广域继电保护能够防止潮流在系统内发生转移，在此基础上便能提高电力系统自动化的服务力度。广域继电保护可以分为集中式和分布式两种结构，分布式广域继电保护核心是各个终端设备IED，每个IED在独立工作状态中所进行的信息科学交流，对于继电保护的有效性有明显的提升作用；集中式广域继电保护对控制中心设备有更高的要求，对通信系统的实时性和可靠性以及准确性也有更高的要求。此外，也会直接影响继电保护的有效性。但是要想有效开展广域继电保护，则需要以广域继电保护算法为基础，只有获得广域继电保护算法的支持，才能使广域继电保护更加顺利地开展。在广域继电保护算法中，广域纵联保护算法和广域电流差动保护算法是比较典型的代表，后者通常作用于分布式广域继电保护结构中，而该算法的主要特点则在于可以作用于在线拓扑结构变化自适应的调整保护区，能够准确判断出现故障部位，该算法应用的核心主要为电子智能设备。
        结语
        综上所述，对于电网系统而言，为确保其稳定安全运行，继电保护系统的可靠性显得尤为重要，许多因素决定着智能变电站继电保护系统的结构组成。所以，在电力行业中，要采取相应的手段来保证继电保护系统的持续可靠，这一直都是一项工作重点。希望通过上述措施的阐述，为智能变电站继电保护系统能够进一步提高可靠性提供参考。
        参考文献：
        [1]陈永刚.智能变电站继电保护研究[J].天津科技，2019（7）：15-16.
        [2]王佳楠.智能变电站继电保护系统可靠性[J].电子技术与软件工程，2020（6）：219-22.