智能变电站继电保护系统可靠性探究

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月第9期   作者:肖力立
[导读] 当各项新技术充斥在电力行业的实际运用中时
        肖力立
        (湖北省国网荆州供电公司检修分公司 湖北 荆州434000)
        摘要:当各项新技术充斥在电力行业的实际运用中时,与电力有关的各种系统都面临巨大的挑战与机遇。也就是说,要保证智能变电继电保护系统得到广泛的运用,需要不断更新其工作模式与基础建设。使用光纤维传导替代传统的金属电缆,采用新型的电子传感元件替代传统的热熔元件,提高变电站的安全性。任何一项新技术在实际运行过程中,都会存在一定的不足,需要结合实际,对整个继电保护系统进行研究与探索,从而提高其可靠性。
        关键词:智能变电站;继电保护系统;可靠性

        一、智能变电站继电保护系统的组成
        1.1电子式互感器
        电子式互感器是智能变电站继电保护系统中的重要组成部分,随着如今社会的不断发展,电子式互感器在形式上发生了一定的变化。传统互感器采取的是电磁式方式,如今已经发展成为电子式形式。电子式互感器在结构上的变化与发展促使互感器以及智能变电站继电保护系统能够跟上时代的发展步伐,顺应了我国电网的发展。相较于传统电磁式互感器,电子式互感器的优势更加明确且突出,、如电子式互感器能够在最短时间内找出故障问题,不断提升保护装置的性能,使得保护装置的作用能够得到充分发挥,使得电网的安全稳定运行得到保障。
        1.2合并单元
        在智能变电站继电保护系统的运行期间,电子式互感器能够及时将收集到的电网信息发送到合并单元。合并单元的主要工作内容就是接收电子式互感器传递出的数据信息,对于数据信息能够进行及时整理与分析。如果合并单元在信息接收过程中出现数据信息的错误格式,那么能够对错误格式进行转化,并将相应数据信息传递到保护装置中。在我国电网运行的不断发展中,合并单元在智能变电站继电保护系统中发挥着越来越重要的作用。合并单元能够将不同装置的接线问题更好解决,为相关部门节省更多成本。

        二、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
        由于智能化变电站整体所涵盖的智能化设备较多,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,不仅影响智能变电站的正常运行,而且还会增加经济成本支出。
        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,计算失误常常会影响继电保护系统正常作用的发挥。而且在计算失误中,又以定值整定计算的失误和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。

        三、提高智能变电站继电保护系统可靠性的策略
        3.1 变电器保护
为使电网安全运行,变压器保护的可靠性也发挥着重要的作用。利用比率制动原理、二次谐波制原理等强化差动保护的稳定性。在智能变电站中,智能技术的发展与应用,依据小波理论差动保护、人工神经网络原理的差动保护能够使设备保护更加灵敏,更好的鉴别故障,但是目前这种技术成熟度不强。计算机有着明显的优势,并且相对成熟,有着很强的处理和记忆能力,能够将保护、录波以及测控等功能集合,利用网络接口及时上传设备的状态、保护以及录波数据,实时显示保护动作、参数变化等,结合实际情况修改定值或者及时投退某一功能,能够很好的提高变压器保护的可靠性。


        3.2 过程层继电保护
过程层的继电保护就是将系统迅速跳闸的功能进行实现,保护变压器、输电线路以及母线的设备,并有效的保护电网调度系统。电力系统运行方式出现变化,主保护定值中的小波动并不会变化,能够使电力系统稳定运行。一次设备中的保护要求开关设计需要与硬件相分离,实现独立性的保护,并保护母线、输电线路。在相同输电线路中进行独立采样,相加开关电流,发挥主保护通信口的调整过程,综合处理系统电流。智能变电站中保护母线、变压器,可以发挥多端线路保护的作用,并通过站内保护设备进行同步采样。同步调整变电站主站采样,使采样数据的适用性得到强化,也使采样数据的可靠性得到提高。
        3.3 间隔层继电保护
在变电站继电保护中应用双重化配置,对后备保护进行集中化的配置,通过后备保护系统为变电站提供后备设备保护、开关失灵保护,并对相邻范围中的相连线路、对端母线进行保护,依据后备设备电流判断电网运行中的问题,完善跳闸策略。同时,在变电站电压中实现等级的集中配置,调整技术实施,并适应电网的运行情况,以电网运行为基础制定几套运行方案,并结合变电站的电网系统,选择最优的运行方案,实现智能变电站的继电保护。
        3.4 系统冗余设计
继电保护中,优化系统冗余能够防止出现系统错动、拒动问题,使系统更加可靠。强化继电保护的冗余性需要做好两个方面的内容。首先,利用以太网交换机中的数据链层技术,实时监控变电站的自动化。其次,变电站网络架构需求不同,依据总线结构、环形结构、星型结构3个基础网络结构的特点科学的应用。总线结构能够使接线减少,但是需要提高冗余性,使用过程中长度要求是比较大的。对于环形结构,环路上任意点都能够提供冗余,有很好的冗余性,但是需要很长的收敛时间,对影响系统重构。对于星型结构,其等待时间不长,物冗余度,可靠性不强。对于这3种结构,需要结合自身的需要优化选择,从而使变电站继电保护系统的可靠性得到提高。在对系统冗余进行设计时,还需要对投入率进行分析,不仅提高系统的可靠性,也能够顺利实现经济效益。
        3.5 做好线路保护配置与巡检
使用集中式、后备式的方法对线路保护配置,工作人员保护电压间隔单元、监控通信系统,明确系统中的问题,从而使智能电网运行更加安全可靠。随着智能化的发展,虽然人力资源需求下降,但是依旧是不可或缺的重要因素,要积极建立巡查小组开展巡查工作,并完善巡检制度等,明确工作人员的巡检责任,及时发现问题并妥善处理,使继电保护系统的运行更加可靠。

        四、结束语
        随着社会的不断发展,科学技术的不断进步更新,出现了一些新设备、新技术,使当前智能变电站继电保护工作面临着一些新挑战。因此,需要提高对智能变电站继电保护系统的水平和可靠性研究,有效促进电网系统运行的安全性和稳定性,以满足社会发展的需求。

        参考文献:
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        [5]付洪伟.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].中小企业管理与科技,2016(5):232-233.
        作者介绍:
        肖力立(1973.12.9),女,湖北荆州人,汉族,本科,工程师,试验工          研究方向:继电保护,单位:湖北省国网荆州供电公司检修分公司。
       
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