摘要：随着我国经济发展水平的不断提升，智能电网的建设规模逐渐扩大，其不管是在系统的组成方面，还是在内涵上均与传统电网大相径庭。在智能变电站继电保护系统中，光纤替代了传统的电缆，在有效评估继电保护系统的过程中，主要是通过继电保护系统的构造及其元件进行的。这主要是因为该因素能够影响到电网的稳定运行，对智能变电站继电保护系统进行可靠性分析与整个智能电网的安全稳定运行息息相关。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
1继电保护系统的结构
智能变电站的继电保护系统包含八个功能各模块，具体有传输介质、互感器、合并单元、交换机、保护单元、智能终端、断路器和同步时钟源。信息数字化和通信网络化是智能变电站的两大特点，以往的变电站的连接方式是通过点对点对互感器和断路器等保护元件进行连接，现今的连接加入了更多的保护元件，通过合并单元将互感器采集到的数据进行汇集，对格式进行处理，然后将数据帧传给交换机。智能终端主要应用于一次设备的功能体现，智能终端可以将断路器的动作进行控制，将断路器采集到的信息传递给保护单元。交换机成为二次设备与合并单元的信息传递平台，弃用了传统的二次电缆，系统设备之间就此形成了信息共享模式，为了准确的了解断路器记录时间发僧的时间序列，为变电站配备同步时钟源，使全站的设备统一对时。继电保护系统中必不可少的是通信介质和接口，通信介质对保护系统能否正常运行具有直接的影响，一般情况下通信介质会采用光纤。通过对比发现接口故障和通信故障产生的效果是相同的，由此通信介质的组成部分就包括了接口。
2智能变电站继电保护系统的主要构成部分
2.1电子式互感器
在智能变电站继电保护系统中，一个非常重要的构成就是电子式互感器，通常来说，以前的互感器主要是电磁结构，随着社会的发展，在电力量测系统中数字化的不断应用，传统的电磁式互感器已经越来越不能够适应其发展的需要，所以电子式互感器逐渐得以较为广泛的应用，其与传统的互感器相比较而言，电子式互感器能够在很大程度上使检测故障的准确性得以保证，从其性能上来说能够使保护装置的正确动作率得以提升，对于电力系统运行的安全性及稳定性而言有着十分重要的作用。同时，传统电缆能够被电子式互感器通过对光缆进行利用来对其进行替代，从经济效果上来说，能够使绝缘结构变得简单。另外，从设备的发展上来讲，电子式互感器能够对数字量的输出进行提供，这对于二次设备系统的集成以及变电站智能化的实现有着十分重要的现实意义。
2.2合并单元
电子式互感器在经过一系列工作之后，会将系统采样信息传送到合并单元，由合并单位科学地将这些信息进行组合，将其转化为特定的数据格式之后，传至保护装置。在智能变电站中，随着时代的不断进步，合并单元已经逐渐发展成为一个任何系统无法替代的重要环节，其不仅能够使互感器与保护装置之间存在复杂接线的问题得以有效避免，而且对于资金的节约有着十分重要的作用，对于二次设备之间数据的有效共享有着一定的保障作用。
2.3交换机
在智能变电站继电保护系统中，交换机是其核心构成，以交换机为核心设备的以太网能够替代传统的保护系统。从某种意义上来说，在智能变电站中，其大脑就是继电保护装置，起着中枢神经作用的就是交换机。在传输数据信息的过程中，变电站继电保护系统中的交换机能够将通信通道作为基础，以此来交换数据帧，达到数据传输的目的。
2.4智能终端
从一定程度上来讲，智能终端的引入对于电力系统故障的检修而言有着十分重要的作用。在电力系统中引入智能终端，能够有效地检测出系统断路器内部的电、磁、温度、机械等的状态。以智能终端为基础的故障检测能够大大提高电力系统预防故障的能力，对于电力系统智能化的实现意义重大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常来说，智能终端除了能够对保护装置传来的跳合闸命令进行接收，而且还能够在站控层中传入断路器的实时信息。
3智能变电站继电保护系统可靠性
3.1过程层中的继电保护
该继电保护阶段对迅速跳闸的系统性功能的实现，主要对母线、变压器、输电线路等设备进行保护，进而为电网调度系统提供一定程度的保护。对于电力系统的运行发生变化后，主保护定值中存在的较小波动性不会随之改变，可实现电力系统的稳定运行。一次性设备的大量应用保护要求开关设计须同硬件分离，实现一定独立性的保护，进而对母线和输电线路进行一定程度的保护。相同的输电线路中的独立采样可通过不同的开关电流达到目的，利用主保护通信口可进行调整，并进一步对系统电流进行综合把握。智能变电站中变压器和母线的保护，可用多端线路保护进行定义，并应用于站内保护装置同步采样的解决方式。对变电站主站采样中进行同步调整，增强采样数据的适用性，提高采样数据的可靠性。
3.2间隔层的继电保护
在智能变电站的继电保护系统中，要应用双重化配置，如果配置后备保护系统，会实现后备设备的保护功能以及失灵的保护功能，对于相连线路和对端的母线也可以进行保护，基于后备设备电流，要正确判断电网运行中出现的问题和故障，从而可以制定比较有效的防跳闸策略。对间隔层进行继电保护，也可以实现电压的等级集中配置，在继电保护技术中适当的进行调整，要根据电网运行的实际情况来进行调整。
3.3以太网冗余性
增加系统冗余性实现方式有两种：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，通过网络架构需求实现。网络架构由总线结构、环型结构、星型结构三个基础网络构成。总线结构是利用交换机进行数据信息的传送，可减少接线，但冗余度交差，实际使用时，须通过延长时间以增加敏感度；环型结构类似于总线结构，环路上的每个点都可提供不同程度的冗余，而与以太网交换机结合后，可生成树协议，在继电系统运行中可提供物理中断的冗余度，使网络重构控制在一定时间范围内。使用环型结构主要存在的是收敛时间较长的问题进而对系统重构造成影响；星型结构等待的时间较短，适合较高场合，不存在冗余度。但是一旦主交换机在运行中出现故障，会对信息传送造成影响，此种结构可靠性较低，并不适合普及。继电保护系统网络构架的选择应结合自身实际情况进行优缺点的综合对比，保障机电系统的可靠性。
3.4环形结构母线保护可靠性
经过最小路节点历法计算和分析可知，母线保护装置中采用可靠性较高的母线结构的可靠性要远高于传统母线保护，各项指标也有了明显的提升。加之，环型结构对原件伤害较小，使得环型结构的融入提高了继电保护的安全性。
4结论
现在社会人们的生活水平不断提高，对电力资源的需求也越来越多，为了满足人们越来越高的电力资源需求，电力系统必须要提供可靠的电力资源。智能变电网的出现，对传统的电网是革命性的改进，做为智能变电站的重要装置，继电保护系统举足轻重，新的电力设备和电力技术的出现，对继电保护系统也形成一定的挑战。使智能电网具有可靠性的继电保护功能，是保证电网智能化的关键性技术内容，电力部门和相关的电力工程技术人员必须要在电力系统运行中积累运行经验，学习新的电力知识服务于电网运行工作实际，通过过硬的专业知识来保证继电保护系统朝着智能化和信息化的发展目标发展。
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论文作者:王文佳,陈风航
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：变电站论文; 系统论文; 智能论文; 继电保护论文; 互感器论文; 电网论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第22期论文;