摘要：通过调查近几年来，众所周知改革开放以来随着我国经济的飞速发展，中国的电力系统也在不断完善，智能电网使信息技术同计算机技术相结合。依靠通信网络技术和先进的电子技术的智能变电站落地，此变电站与传统变电站相比在信息传递方式上发生了巨大的改变，智能变电站利用信息的应用加强了信息的自动获取。智能变电站通过对继电保护系统可靠性的评估，能够找出智能变电站继电保护系统的薄弱环节，并提出改进方案。
关键词：智能变电站；继电保护；系统分析
近些年，相关领域的技术人员开始关注智能变电站的继电保护系统。系统的稳定性和安全性对智能变电站的运行具有重要的意义。工作人员通过研究系统的可靠性评估模型以及其可靠性分析来做出对继电保护系统的评估。并且采用框架图法和矩阵法建立可靠性评估模型。智能变电站的结构特点可以通过对智能变电站继电保护系统进行分析来发现。并且通过对可靠性评估模型的分析可以优化继电保护系统的设计。
一、继电保护系统的结构
智能变电站继电保护系统的组成功能模板由8部分组成，包括传输介质、变压互感器、合并单元、交换机、保护单元、智能终端、同步时钟源和断路器。如今智能变电站愈来愈多，其变电站与传统变电站相比有信息数字化和通信网络化两大特点。现在智能变电站元件的连接中键入了更多的保护元件，过去变压器和断路器都是点对点连接。互感器采集到的数据通过合并单元来合并并且对其格式进行一定的处理，经过格式化处理后，将数据帧传给交换机。智能终端主要应用于反应一次设备功能的体现。智能终端可以控制断路器，控制电路的连接与断开。并且保护单元可以接收到智能终端在断路器采集到的信息。交换机成为二次设备和合并单元之间的信息传输平台，并且交换机的应用抛弃了传统的二次电缆，形成了系统设备之间的信息共享模式。并且变电站配备了统一的同步时钟源让智能变电站所有的设备统一对时，这样能更精准的了解断路器记录时间的时间序列。其中通信介质和接口是智能变电站继电保护系统中必不可少的一部分，如果智能变电站继电保护系统不能够运行是因为通信介质对他有直接的影响。通常使用的通信介质都是由光纤组成的。通信介质的组成部分包含其接口因为其故障后所产生的效果是相同的。
二、系统的可靠性分析
2.1分析方法
智能变电站的继电保护系统功能可以通过信息流来实现，信息从开端到始端都能够在信息流的帮助下顺畅传达，实现继电器的保护功能。但是其同步时对时功能；SV报文和GOOSE报文信息回路的连接效果都会影响智能变电站的继电保护系统可靠性。
2.1.1 参数的选择
电网的一次设备和二次设备都应该进行其定期检查。在继电保护系统中的维护过程中，系统的可靠性评估主要来自元件故障的准确性。在可修复部件的维护和保养过程中，其部件的故障率和修复率可以看作是恒定的，即常数。比如变电站继电保护系统的合并单元故障率为百分之0.67，永远看做成一个不变的常数。智能变电站继电保护系统的开关故障率为2%。采用马尔克夫发明的计算模式进行分析，由于每个部分所应用的原件不同，所以智能变电站的继电保护系统故障状态也有所不同。例如，在信息传输过程中，组合元件和开关原件的丢失将导致保护系统被拒绝。零件的失效状态应该细分为两种类型，一种是误动状态，另一种是非操作状态，其计算方法根据二者的概率进行即可。
2.1.2框图法
框图法较为直接清晰的分析了智能变电站继电保护系统的运行。框图法适合元件比较少的系统。框图法可以根据系统的结构组件和系统状态来绘制框图。直观的描述了其元件之间的工作关系，并且不同组件不同的概率可以通过框图法绘制出来。如果智能变电站继电保护系统中有多个独立原件的保护系统相对应的其间维修关系也是对应的，并且具有独立性。例如根据运算规则一个元件正确动作的概率为A另一个原件的正确动作为B按照运算规则计算即可。
2.2 分析应用
2.2.1主变保护的可靠性分析
在主变压器保护的网络方案中，使用联网的方式连接主变压器的保护和智能终端的合并单元。并且发出跳闸指令的动作是通过保卫GOOSE的网络信息采集模式进行的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用SV网络传输的采样信息对智能变电站的继电保护系统进行日常的保护。充分使用发挥智能变电站的智能系统是通过保护、控制、测量一体化装置进行的。保护装置分为两部分组成，第一项是保护CPU第二项是测控CPU两项。通常使用测控采样来判断是否启动了保护系统模式。它还能从整体上保护系统的可靠性，通过最小路集中法得出其智能变电站的继电保护不可用度为1-A=88.81-9
2.2.2线路保护的可靠性分析
通过光纤网络获得数字线路保护装置的开关和模拟量。其独立设置了采样值的光纤接口以及开关输入量的独立接口。相同的跳闸输出输入接口以及开关量之间的连接时一个。智能变电站继电保护系统通常使用线路两端的传统线路保护实现数字化线路的保护。使用最小路集法以及不缴化算法，获得了1-A=4.9492的线路不可用的概率。
2.2.3母线保护的可靠性分析
在网络模式通过母线保护的状态下，母差保护装置收集信息传递的方法是通过智能终端传递到刀闸的位置其次传递到母线位置来接收的。并且通过采样值联网和GOOSE网络将间隔组合单元的数据传递到母线保护装置。其表现方面可以通过SV网络采样信息来证明相关协议是正确的。其用同上的计算方法得出线路保护的不可用度为1-A=9.9×10-8
三、提升可靠性的措施
3.1太网冗余法
3.1.1太网的控制要求
在IEEE802.3x的全双工形式下，数据源由交换机挂起发送暂停开始的命令。经过管制数据的输入端以及其变电站的输出端之间的数据传输有效的避免了数据的丢失和便捷的统计了使用的数据流量。优先传输是太网的一大特点，可以在网络拥堵的时间段进行优先传输，这是其先进的优先排队技术。太网可以将IED划分到虚拟局域网之中。相比IEEEE802.D模式IEEE802W可以快速生成树协议。比之传统的IEEE802.D模式快五到六倍，这样时间大大缩减。最后的是过滤侦听技术。允许GOOSE传递到IED。
3.1.2
3.1.2.1总线结构
总线结构中的开关通过端口连接到其他开关。传统的IED端口传输速度比上端口的传输速度相对较慢，如果遇到网络延迟大的情况下，系统的最大延迟就对智能变电站的交换机决定了最大的数量。该结构具有相对较少的布线和较少的冗余度差。
3.1.2.2环形结构
信息能够在传输过程中消耗，内部应用程序有一个管理的开关使交换机形成一个闭环。生成的数可以发出指令，开关检测到回路，但是信息不会在其形成的回路中传递。
3.1.2.3星型结构
其等待时间相比其他结构大大缩短是星型结构的主要特点，当连接到其他交换机时，主机交换的时间会有效的减少。但是其缺点就是星型结构不存在冗余，可靠性大大降低。有时候还会发生丢失数据信息等情况。
3.2环形网络结构发
在智能变电站继电保护系统中智能终端提供刀闹得位置信息，前提是在环形网络结构中。然后需要传达的信息通过网络传达给母差保护装置。如果单个交换机访问的单元信息数量超过单元数，则交换机的可靠性将会变的特别低。在多个交换机之间共享宽带可以接收到更多的采样。但是接入过量的合并单元会导致系统崩溃。
四、结束语
根据以上的分析和研究，其下降趋势表现为智能变电站和传统变电站相比较继电保护系统的可靠性。我们可以采用直接跳变模式应用到智能变电站继电保护的主变方向问题。
参考文献：
[1]王同文，谢民，孙月琴，等.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
[2]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（中旬刊），2016
论文作者:王郅峥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/26
标签：变电站论文; 智能论文; 系统论文; 继电保护论文; 可靠性论文; 信息论文; 交换机论文; 《基层建设》2019年第4期论文;