许琛雍1 刘瑞华2
（1国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 江苏苏州 215000；
2.国网江苏省电力有限公司检修分公司 江苏苏州 215000）
摘要：智能变电站利用网络对外传送信息，可自行完成信号收集、即时监控以及动作保护等多项工作，利用光线替换电缆实现一次设备与二次设备的连接，并将输送的模拟信号转化为数字信号，对电网的实际运行具有积极意义，成为我国变电站未来发展的主要趋势。
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架构
智能变电站继电保护主要由两部分组成，一部分是层次化保护系统，另一部分是一体化监控系统。1）层次化保护系统主要有站域级的保护与控制、地级的继电保护装置和广域级的保护与控制。其中，低级继电保护主要由智能终端、就地化线路、集成性智能终端等组成。就地化保护可直接与电气连接，其可靠性较高。地域级主要由战域级保护管控和战域保护组成，战域级管控内部保障智能诊断、保信子站、二次状态监测、可视化分析等操作。保护管控不仅仅是一个子系统，而且内部包含着较多的物理设备，可以通过物理设备进行设置，进而提高其可靠性。2）一体化监控系统可以直接利用管理机得到保护数据。保护与监控MMS均独立，界面管理较清，既可以分开管理，也可以独立管理，如图1所示。
二、智能变电站继电保护的特点
2.1信息采集数字化
智能变电站与传统变电站的主要区别在于电压和电流信息的采集实现了数字化，利用光学互感器对电力系统的运行状况进行在线监测，并且实现信息数据的采集。针对智能变电站一次设备的运行信息进行采集和汇总，并且在一次设备和二次设备之间形成较大的电气隔离，有利于实现大范围的信息采集，提高信息的真实性和准确性。
2.2信息传递网络化
在智能变电站系统中，运用继电保护装置可以实现信息的快速传递，从而建立一个完整的通信网络系统，便可以解决传统变电站信息网络重复使用同一个接口的弊端，减少变电站中使用的二次回路数量，也可以显著的增强系统的稳定性与可靠性。另外，通过网络技术的应用可以将分散的数据和资源进行整合，通过网络同步传输到相应的装置结构中，提高数据信息的使用率。
2.3信息应用集成化
与传统的变电站相比，智能变电站使用统一的标准，因此可以消除以往由于继电保护系统与建模之间存在的差异而导致信息采集结果不准确的问题，利用继电保护装置可以实现信息的集成化处理，使得不同子系统之间的信息都存在密切的联系，从而有效的促进信息资源的传递与共享。
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三、继电保护系统可靠性分析
3.1过程层中的继电保护
在过程层中，要实现迅速跳闸的功能，这是系统性的功能，要保护母线、变压器、线路等装置，通过保护降低了电网的运行风险，保证了调试系统的安全性，所以必须要掌握过程层的保护功能，尽量的减少系统保护设置。如果主保护系统中出现了不大的波动，如果电力系统运行出现了变化，主保护定值一般不会轻易变化，从而保证了电力系统的稳定运行。很多设备都是一次性使用设备，对开关进行设计时要与硬件进行分离，相对独立的完成保护功能，这样可以有效的保护母线和输电线路。
3.2间隔层中的继电保护
需要将双重化配置应用到变电站的继电保护中，集中的配置后备保护，变电站后备保护系统提供后备设备的保护和开关失灵的保护，同时，还需要保护相邻范围内的相连线路和对端的母线，在后备设备电流的基础上对电网运行的问题和故障进行判断，进而将有效的跳闸策略制定出来。此外，将等级集中配置在全站的电压中实施分配，对技术进行调整，对电网运行的具体情况进行适应。并且，可以在电网运行具体情况的基础上，将几套运行方案事先设定出来，进而有效的分析站内的电网系统，将最佳的运行方案选择出来，实现智能变电站的继电保护。
3.3系统的冗余性
要想确保智能变电站继电保护系统的可靠运行，就必须增加系统冗余性，具体可从以下两个方面入手：第一，以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助，通过利用多种模式，能够实现不同的目标；第二，从网络构架需求入手。我们都知道网络构架需求是由3个基础网络共同组成的，其目的就是为了提高变电站继电保护系统可靠性。首先，总线结构，总线结构通过交换机实现数据信息传送任务，能够有效减少接线，但是，其冗余度较差，在使用过程中需要延长时间来增加其敏感度以达到目的；其次，环形结构，与总线结构类似，其环路上的任意一点都能够提供不同程度的冗余，将其与以太网交换机有机结合，能够出现管理交换机，也就是生成树协议，这种结构能够为继电系统运行提供物理中断的冗余度，并将网络重构控制在一定时间范围内，然而，环形结构在使用过程中存在的弊端主要是收敛时间问题，收敛时间较长，无法快速完成任务，影响系统重构；最后，星型结构，星型结构是一种等待时间较短的结构，比较适用于较高场合，没有冗余度，但是如果主交换机在运行过程中出现故障，会影响信息传送，其可靠性较低，不建议推广和普及。变电站在选择继电保护系统网络构架时，需要结合自身实际情况，比较优势和缺点，选择合适的网络架构。
四、提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施
4.1加强过程操作中的继电保护
过程操作中的继电保护主要表示快速跳闸功能的实现，可以及时完善变电站母线、输电线路以及变压器等的保护，降低了运行中所产生的风险，加强了电力调度系统保护。同时还要简化系统保护设备与系统保护装置。简而言之，当主保护定值波动较小时，即使电力系统再发生变化，继电保护也不会变化，体现了继电保护系统的稳定性。但是很多智能变电站中的一次设备较多，所以进行继电设计时，必须将软硬件分开设置，并加强独立保护。
4.2做好间隔层继电保护
为了提高间隔层继电保护质量，提继电保护系统的可靠性，就必须将双重化系统灵活应用到变电站继电保护中，实现后备装置的集中配置。后备保护系统的主要特点是保护开关失灵并保护后备设备，而且还可以加强相邻连接线路及对端母线的保护，然后可以用后备电流技术精确地诊断电网运行问题和故障，及时解决跳闸问题，并针对性地提出解决措施。
五、结语
总之，智能化是电力系统未来发展的重要趋势，智能变电站是智能电网的重要组成部分，要想保证智能变电站的有效运行，就必须保证继电保护系统的可靠性。
参考文献：
[1]陈浩.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电子技术与软件工程，2016.
[2]徐艳.解析智能变电站继电保护可靠性[J].通讯世界，2016.
[3]喻启俊.解析智能变电站继电保护系统可靠性[J].通讯世界，2016.
[4]阎忠富.关于智能变电站继电保护的可靠性探索[J].科技视界，2015.
作者简介：
许琛雍（1985.05.04），男；苏州；汉族；研究生；工程师；现场工程师；研究方向：继电保护；国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司。
刘瑞华（1985.9.23），女；许昌；汉族；本科；工程师；职员；研究方向：继电保护；国网江苏省电力有限公司检修分公司。
论文作者:许琛雍1,刘瑞华2
论文发表刊物:《河南电力》2018年5期
论文发表时间:2018/9/6
标签：变电站论文; 继电保护论文; 系统论文; 智能论文; 可靠性论文; 设备论文; 电网论文; 《河南电力》2018年5期论文;