摘要：随着人们对电力的需求急剧增加，当前变电站电力使用规模也在逐步扩大。而作为一种近几年新兴的技术，虽然电力行业内并没有对智能变电站做出明确的定义，但在未来的建设过程中必然是主要的发展方向。因此，在当前电力事业发展的背景下，必须考虑到变电站继电保护系统的各项结构，分析影响其稳定性的各种要素。本文从继电保护系统设计以及元件构成两个方向出发，探讨当前变电站继电保护系统存在的问题并提出相应的建议，为实现电力系统自动化提供有力的保障。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
1 智能变电站与继电保护的相关概述
1.1 智能变电站
智能变电站（Smart Substation）是在国家大力发展能源战略，基于基于信息技术、计算机技术、互联网技术以及智能技术等科学技术在工业、机械制造业、电力行业广泛应用的背景下得以形成的，用于电能分配、电能传输与管控的电网组成结构。相对于传统常规变电站而言，智能变电站在设备组合应用的基础上发生了巨大的改变，它通过采用电子通信技术、互联网技术，实现了变电站系统的二次网络连接，并在信息采集与管理上得到强化，从而形成数字化、自动化以及智能化电网电能管控与监测。同时，先进电子互感器的应用，推动了变电站继电保护检修作业智能化、集成化发展。
1.2 智能变电站的继电保护
继电保护是智能变电站安全运行过程中不可或缺的存在，基于智能变电站通信网络化、信息传输数字化、管理自动化、监测智能化等特带，其继电保护系统相对传统常规变电站继电保护系统而言，其体系组成结构存在明显的差异性。智能变电站继电保护系统主要以智能终端（IT）、交换机（SW）、断路器（BR）、合并单元（MU）、保护单元（PR）、电子互感器（MI）、网络接口（NI）、同步时钟源（TS）等元件构成，通过分层配置各继电保护装置，实现对智能变电站中各电气设备与电路线路的保护。通过电子式互感器数据采集与分析，使用光纤通道传输数据，对系统运行情况进行智能监控，一旦发现故障则启动启动保护装置预设程序，实现故障排查与保护。
2 提升智能变电站继电保护系统可靠性的方法
2.1提升变压器保护的可靠性
电力系统对电压额度有一定的要求，因此，确保电压额度的准确性才能保证电力系统供配电的正常运行。在实现对电压的有效控制的过程中，变压器系统的运用起着决定性的作用，故而提升变压器保护的可靠性对保证电力系统的运行起着重要的作用。基于变压器系统对变电站继电保护系统可靠性的重要作用，在变电站配置变压器的过程中，可以采取分布式的方法进行配置，这样可以分散变压器系统的压力，可以避免由于变压器承受过大压力而出现问题。而在继电保护系统的后期配置中，需要将分散配置与集中式配置进行结合，以此来降低系统的复杂性，实现变压器对继电保护系统的保护作用，进而提升继电保护系统的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2做好过程层的继电保护
过程层的继电保护主要是通过对电力系统中母线、变压器和配电线路等进行保护，实现降低电力系统运行风险，对电力调度系统实施必要的保护，进而实现保障电力系统安全运行的目的。通常来说，继电保护系统的稳定性能保证电力系统在发生波动时，保护定值稳定，从而保障电力系统的稳定运行。但是，在智能变电站中存在着大量一次设备的应用，在此过程中，应注意开关与硬件的分离，保证开关和硬件的相对独立性，进而对变电站母线和输电线路实施保护。在实际的继电保护工作中，可以通过多段线路保护的方式对智能变电站母线和变压器保护进行定义。在变电站主站采样的同时，进行采样数据的实时调整，保证采样数据的适用性和可靠性。
2.3优化系统的冗余性设计
在继电保护过程中，系统冗余的优化能更大程度地避免系统错动和拒动问题的出现，进而促进系统的可靠性。继电保护系统的冗余性增强可以从以下 2 个方面着手：（1）利用以太网交换机中的数据链路层技术实现变电站自动化实时监控；（2）根据变电站网络架构的需求的不同，基于总线结构、环形结构和星型结构这 3 个基础网络结构的特点进行合理选择应用。总线结构可以有效地减少接线，但同时冗余性有待提高，在使用中对时间长度的要求较大；环形结构由于其环路上的任意点都能提供冗余，冗余性较好，但是收敛时间较长，对系统的重构影响较大；而星型结构的特点是等待时间短、没有冗余度，其可靠性比较低。针对 3 种结构的不同特点结合自身需求进行合理选择，才能提高变电站继电保护系统的可靠性。此外，在优化系统冗余设计时，应合理分析自己的投入率，在提高系统可靠性的同时注意经济效益的实现。
2.4优化线路保护配置与合理开展巡查检查工作
优化线路保护配置与合理开展巡查检查工作可以采取以下措施：（1）针对线路保护配置工作，可采用集中式和后备式 2种方式，相关人员通过对电压间隔单元的保护和通信系统的监控，可以及时地发现系统中产生的问题并解决，以提高智能电网系统运行的安全性和可靠性；（2） 在智能化的发展下，对人力资源的需求变小，但其仍是电力系统运行不可或缺的因素。在提升智能变电站继电保护系统可靠性的工作中，应注意巡查检查工作开展，成立具有专业技能和职业素养的巡检工作小组，同时，制定完善的巡检制度和措施，将巡检工作落到实处，明确巡检人员的工作职责。实现巡检人员对智能变电站继电保护系统的全面巡检，及时发现并解决系统中可能出现的问题和故障，进而确保继电保护系统的可靠运行。
结束语
智能变电站在运行过程中必然需要大量的采集与存储相关信息，运行中产生的海量信息在安全与防护方面存在较大的挑战。如果不对其运作的环节做进一步的优化，在未来电网需求日益增强的情况下极为不利，因此，继电保护系统在可靠性方面的研究与分析显得更加重要。上文在探讨当前智能变电站继电站保护系统可靠性的影响因素方面做了详细的阐述，并结合当前实际的需求做了进一步的优化，期望能够为当前智能变电网系统稳定性的提高提供保障，并为我国电网事业的发展奠定基础。
参考文献
[1]王思远,王颖超.提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施[J].农村电气化,2017(11):61.
[2]马骁旭,王寿星,张洪帅,李季.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].科技创新导报,2016,13(30):5+7.
[3]薛磊.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].科技创新导报,2016,13(08):37-38.
[4]王同文,谢民,孙月琴,沈鹏.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制,2015,43(06):58-66.
论文作者:陈金鑫,蔡彬,崔磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：变电站论文; 系统论文; 继电保护论文; 智能论文; 可靠性论文; 冗余论文; 变压器论文; 《电力设备》2018年第8期论文;