智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究

野夢航

【摘 ?要】近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了普遍的提高，同時(shí)電力成為了人們生活中必不可少的資源。目前，電力企業(yè)的發(fā)展及建設(shè)，都離不開智能變電站的應(yīng)用，電力相關(guān)工作人員的文化素質(zhì)及接受新知識的速度都引起了人們的普遍關(guān)注，同時(shí)智能變電站的安全性和可靠性也深受領(lǐng)導(dǎo)們的高度重視。本文就對智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;繼電保護(hù);可靠性;措施

智能電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)的電網(wǎng)來說，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電能的傳輸、管控一體化、自動化，智能電網(wǎng)具有安全、環(huán)保、高效等優(yōu)勢，為建設(shè)好智能電網(wǎng)，首先需要建設(shè)的就是智能變電站，智能變電站的建設(shè)是構(gòu)建智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，是智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的匯集點(diǎn)，與此同時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)又是使得智能變電站高效運(yùn)行的保障，也就意味著只有智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性得到了保障，智能電網(wǎng)的目標(biāo)才能夠?qū)崿F(xiàn)。

1、智能變電站與繼電保護(hù)的相關(guān)概述

1.1智能變電站

智能變電站（SmartSubstation）是在國家大力發(fā)展能源戰(zhàn)略，基于基于信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能技術(shù)等科學(xué)技術(shù)在工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、電力行業(yè)廣泛應(yīng)用的背景下得以形成的，用于電能分配、電能傳輸與管控的電網(wǎng)組成結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)常規(guī)變電站而言，智能變電站在設(shè)備組合應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)生了巨大的改變，它通過采用電子通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了變電站系統(tǒng)的二次網(wǎng)絡(luò)連接，并在信息采集與管理上得到強(qiáng)化，從而形成數(shù)字化、自動化以及智能化電網(wǎng)電能管控與監(jiān)測。同時(shí)，先進(jìn)電子互感器的應(yīng)用，推動了變電站繼電保護(hù)檢修作業(yè)智能化、集成化發(fā)展。

1.2智能變電站的繼電保護(hù)

繼電保護(hù)是智能變電站安全運(yùn)行過程中不可或缺的存在，基于智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)化、信息傳輸數(shù)字化、管理自動化、監(jiān)測智能化等特帶，其繼電保護(hù)系統(tǒng)相對傳統(tǒng)常規(guī)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)而言，其體系組成結(jié)構(gòu)存在明顯的差異性。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)主要以智能終端（IT）、交換機(jī)（SW）、斷路器（BR）、合并單元（MU）、保護(hù)單元（PR）、電子互感器（MI）、網(wǎng)絡(luò)接口（NI）、同步時(shí)鐘源（TS）等元件構(gòu)成，通過分層配置各繼電保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)對智能變電站中各電氣設(shè)備與電路線路的保護(hù)。通過電子式互感器數(shù)據(jù)采集與分析，使用光纖通道傳輸數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行智能監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障則啟動啟動保護(hù)裝置預(yù)設(shè)程序，實(shí)現(xiàn)故障排查與保護(hù)。

2、提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的方法

2.1提升變壓器保護(hù)的可靠性

電力系統(tǒng)對電壓額度有一定的要求，因此，確保電壓額度的準(zhǔn)確性才能保證電力系統(tǒng)供配電的正常運(yùn)行。在實(shí)現(xiàn)對電壓的有效控制的過程中，變壓器系統(tǒng)的運(yùn)用起著決定性的作用，故而提升變壓器保護(hù)的可靠性對保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行起著重要的作用。基于變壓器系統(tǒng)對變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要作用，在變電站配置變壓器的過程中，可以采取分布式的方法進(jìn)行配置，這樣可以分散變壓器系統(tǒng)的壓力，可以避免由于變壓器承受過大壓力而出現(xiàn)問題。而在繼電保護(hù)系統(tǒng)的后期配置中，需要將分散配置與集中式配置進(jìn)行結(jié)合，以此來降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)變壓器對繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)作用，進(jìn)而提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

2.2過流電限定保護(hù)

過流電指電流出現(xiàn)過載的情況，這種問題會是變電站出現(xiàn)電路短路的情況，加大了電流負(fù)荷壓力。對于正常電流與負(fù)荷電路來說，在大小方面并不存在明顯的差別，但是負(fù)荷電流很容易造成變電站外部故障，嚴(yán)重降低了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。因此，必須要對過流電進(jìn)行限定保護(hù)，通過采取嚴(yán)電壓限時(shí)延時(shí)的手段，更為有效的對變電站各處電流量進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，一旦發(fā)現(xiàn)過載負(fù)荷電流之后，需要及時(shí)處理，為智能變電站的穩(wěn)定打下良好的基礎(chǔ)。

2.3提升運(yùn)維安全性

提升運(yùn)維安全性是繼電保護(hù)裝置運(yùn)用到智能變電站之后的另一個(gè)突出的問題，能夠更好的保障人們用電的安全性以及可靠性。智能變電站的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)IEC61850 的體系進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)的。換句話說，在智能變電站中運(yùn)用網(wǎng)路信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對運(yùn)維過程之中的相關(guān)電路元件進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，保障不會出現(xiàn)安全問題。眾所周知，任何事情都有兩面性，網(wǎng)路同樣如此。一方面網(wǎng)絡(luò)能夠增強(qiáng)智能變電站運(yùn)維的順暢，另一方面，網(wǎng)路也會增加運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)網(wǎng)路病毒的入侵，這樣就增加了數(shù)據(jù)的泄露以及遺失現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。要想改變這種狀況，可以對繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行更好的優(yōu)化，從而提升智能變電站的運(yùn)維可靠性以及安全性。

2.4擴(kuò)充系統(tǒng)冗余性，提高系統(tǒng)可靠性

智能變電站能夠具有足夠安全可靠的繼電保護(hù)系統(tǒng)則需依倚靠系統(tǒng)冗余性。因此在實(shí)際操作環(huán)節(jié)，一般需從以下方面著手。第一步是要在運(yùn)行變電站的過程之中依托數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動化，不管是使用到了哪種模式都可以實(shí)現(xiàn)最終的共同目標(biāo)。從另一方面來看，三個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)一起組成了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，其實(shí)際的作用在于提升繼電系統(tǒng)的可靠性。而就總線結(jié)來說，使用交換機(jī)可以在較短的時(shí)間之內(nèi)改變總線結(jié)構(gòu)并傳送數(shù)據(jù)信息，但是需要注意的是其冗余度不足，所以操作時(shí)間需要被相應(yīng)延長。另外，就環(huán)形結(jié)構(gòu)而言，其結(jié)構(gòu)與總線結(jié)構(gòu)十分相似，不管是在哪一處環(huán)路上都能夠提供不同冗余，這些不同冗余結(jié)合以太網(wǎng)之后便能夠形成管理交換機(jī)并生成協(xié)議，通過此種操作，機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行便可以得到物理中斷冗余，從而在一定操作范圍內(nèi)控制網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。不過其運(yùn)用時(shí)間相對較長，完成任務(wù)比較困難，并且會嚴(yán)重影響到系統(tǒng)重構(gòu)。而星型結(jié)構(gòu)又與以上幾點(diǎn)完全不一樣，星型結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)為等待時(shí)間短，所以難以適應(yīng)在高要求場合運(yùn)行，并且其中并不存在冗余，因此如果應(yīng)用于交換機(jī)中會影響信息傳送。這就啟示相關(guān)的工作人員必須結(jié)合具體的情況來選擇網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，如此才能夠選出最為合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以提升系統(tǒng)的可靠性與安全性。

2.5優(yōu)化線路保護(hù)配置與合理開展巡查檢查工作

優(yōu)化線路保護(hù)配置與合理開展巡查檢查工作可以采取以下措施：（1）針對線路保護(hù)配置工作，可采用集中式和后備式2種方式，相關(guān)人員通過對電壓間隔單元的保護(hù)和通信系統(tǒng)的監(jiān)控，可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中產(chǎn)生的問題并解決，以提高智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性;（2）在智能化的發(fā)展下，對人力資源的需求變小，但其仍是電力系統(tǒng)運(yùn)行不可或缺的因素。在提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的工作中，應(yīng)注意巡查檢查工作的開展，成立具有專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的巡檢工作小組，同時(shí)，制定完善的巡檢制度和措施，將巡檢工作落到實(shí)處，明確巡檢人員的工作職責(zé)。實(shí)現(xiàn)巡檢人員對智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的全面巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問題和故障，進(jìn)而確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

3、智能變電站繼電保護(hù)注意事項(xiàng)

為了更好的對智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行改善，在開展相關(guān)措施的過程中必須要堅(jiān)持一定的原則，包括可靠性原則、實(shí)效性原則及安全性原則等。在進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性提升的過程中，必須要十分重視安全性原則，對變電站運(yùn)行的質(zhì)量與效率進(jìn)行科學(xué)的分析，在保證運(yùn)行效率的情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的安全性能提升，更好的開展智能變電站的建設(shè)工作，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。

4、結(jié)語

變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠運(yùn)行對整個(gè)電網(wǎng)具有十分重要的意義和作用，是確保電力系統(tǒng)安全、可靠供電的前提條件。為了能夠有效提高變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性，就需要電力部門及工作人員，在工作中要不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，不斷地充實(shí)自己，對當(dāng)前高新技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)與掌握，進(jìn)而推動我國智能電網(wǎng)繼電保護(hù)工作向著合理化、科學(xué)化的方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯偉宏.數(shù)字化變電站系統(tǒng)可靠性與可用性研究[J].電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制，2017.

（作者單位：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司盤錦供電公司）