(国网邢台供电公司 054001)
摘要：继电保护隐患的发生，对于电网的安全运行影响很大。本文对智能变电站继电保护装置和配置进行了分析，并对继电保护隐患风险评估的方法进简要几点分析，以供参考。
关键词：电力系统；继电保护；配置；风险评估
伴随着经济社会的不断发展，科技的持续进步，电力资源为经济社会发展带来巨大变化。为了保障在经济社会发展中电力能源的持续稳定，我国不断扩大着电网规模。由此产生的电力系统故障概率不断加大，若不能第一时间妥善处理故障，将会对经济社会发展产生不利影响。为处理好这个问题，人们研究出了继电保护装置。由于继电保护承担着保证电网安全的第一道防线作用，它是否可靠就显得十分重要。所以，对继电保护系统经常进行可靠性风险的评估，并能够第一时间发现其隐患是十分重要的，这样可以防止因继电保护装置发生问题而导致电力系统发生更大故障。
一、智能变电站继电保护的配置和原则
继电保护设备作为变电站的重要部分，在满足灵活性、安全性、可靠性等的前提下，可将其配置分为过程层和变电站层两个方面内容。过程层:一次设备配置独立的主保护，就近下放安装或和一次设备实现一体化，各间隔保护实现分布式安装，双重化配置。变电站层:后备保护集中式配置，站内各电压等级统一集中配置，集中式后备保护采用自适应和在线实时整定技术，同时具备广域保护的接口，能够实现广域保护的功能，也是双重化配置。以110kV变电站为例，变电站电压等级更高的对比度，连接形式及设备相对简单。保护配置只需要满足以下几点:①对传统继电保护，选择性，灵敏性，可靠性，快速性等四项性能要求，被称为“四性”。智能变电站继电保护，继续满足“安全要求四性能”等实际工程的要求。②110kV及以上电压等级的变电站电压等级高，具备一定的条件，可以安装电子式电流、电压互感器。③基于SV,GOOSE网络中网络层，站控层和MMS的网络之间互不干扰，每个网络访问保护及数据之间的控制器是独立的。④110kV及以下电压等级变电站在本地安装保护装置，可与智能终端功能的集成。⑤110kV变电站电压等级高，为保护和测控一体化配置。⑥110kV变电站电压等级高，对主变压器，合并单元，每一方应进行冗余配置，用于单套其它合并单元之间的间隔。⑦所有的合并单元，过程层网络信息应被记录，并记录故障记录和分析网络报告。数据接口控制器和记录装置对应的SV、MMS和COOSE网络应该是互不十涉。
对于一次设备，过程层配置单独主保护，如果该设备是智能设备，那么保护设备是可在设备内部安装，否则可将保护设备、合并单元和测控设备等安装在离设备较近的汇控柜中，以便简化设备的运行及维护。全站通过以太网统一传输GOOSE和采集量。
该方案不仅简化全站保护，同时也大大缩短了保护与被保护设备间的距离，可避免通信链路堵塞。如跳闸及采样等不可靠性引起的保护功能失效。这样，全站网络带宽的消耗将集中在录波及监控上，从而减少继电保护的网络消耗。
二、继电保护过程层
智能变电站的继电保护，重要的过程层设备及设备部件。具有快速跳闸功能的装置主保护，包括线路保护，变压器保护、母线差动保护。智能变电站中变压器保护分布式双套配置，是主保护，也是后备保护装置。
保护直接对变压器各数据进行采样分析，直接跳开各侧断路器。其他如启动失灵及其他保护配合信号由GDOSE网络进行数据和信息传输。变压器非电量保护就地直接通过电缆接入断路器跳闸，现场配置本体智能终端，跳闸、控制等信号通过光纤上传上GOOSE网络。
智能变电站的母线保护，一般采用分布式设计，如图1所示。各间隔之间都独立实现母线保护功能，只跳间隔本身的断路器。而失灵保护另外统一由集中保护完成。
三、变电站层的继电保护配置
智能变电站的变电站层后备保护采用集中式进行配置，此配置应用自适应和在线实时自整定等技术，具有广域保护的功能，可实现双重化配置。后备保护可为本变电站提供近后备保护功能，实现开关失灵保护，同时也可以实现相邻变电站远后备保护。近后备的保护范围包括母线和出线，而远后备的保护范围则包括出线对侧母线及相连的所有线路。后备保护系统可通过采集电气设备的电流电压信息，断路器状态量以及相邻变电站的各类信息，实时判别在远后备范围内的设备故障，并独立做出有效的跳闸策略。
四、继电保护隐患的风险评估方法
4.1由不合理的保护定值引起的风险评估及计算方法
从继电保护的工作原理可知，在继电保护运行之前，需要通过设置相应的保护定值来提高继电保护的灵敏度，以及设置好其选择性，而对定值的设定则存在三种不同的效果:①当保护定值难以满足继电保护的灵敏度时，将产生继电保护的据动或误动。②当保护定值的设置难以满足选择性的要求时，会造成越级跳闸，或上下级保护失配。③当保护定值的设置难以满足电网运行的最大负荷的需要，也就是说不能够针对电网的运行情况进行调整。这些问题都使得电网运行中的继电保护存在风险，危害了电网运行的安全。
4.2对继电保护定值不合理性的隐患范围的确定
通过对不同的定值设定，所产生的隐患和危害也是不同的，当不合理定值发生在不同的位置上，其危害也是不同的，同时，对于不同的电网运行方式和负荷水平，其危害也是不同的。因此在对定值进行确定的时候，需要以风险的不同来进行相应调节，如此才能实现电网的有序运行。
4.3由于硬件系统的内部缺陷而造成的风险评估问题
针对不同的硬件缺陷，其对继电保护的不正确动作的影响也不同，从其误动结果来看主要分为三类:①当电力设备发生故障的时候，由于设备本身的保护出现问题，对其相邻的其他设备的保护也会产生误动；②当电力设备发生故障的时候，由于其自身硬件出了问题，也可能因自身的缺陷而拒动；③在无故障情况下，由于电网周围区域发生扰动，从而导致继电保护系统的硬件产生缺陷而导致误动操作。
结合故障点事件树的发展规律来看，当起始故障产生硬件缺陷时，会产生相应的后续事故，同样也容易对其他硬件产生不正确的继电保护动作。比如对于常见的硬件故障缺陷而造成的事故，其对相邻电力设备的误动概率将会增加，对于因硬件缺陷而爆发的后续设备的拒动事故，则使得原发性故障的概率，再乘以线路上的全部拒动的概率，如果配置了双套线路保护，则其拒动的概率会更小。
综上所诉，继电保护作为保证智能变电站良好运行的基础条件之一，能否构建优良的继电保护系统就尤显其重要。通过对停电事故频发现象的研究，从众多不确定因素中发现，因继电保护系统出现的隐性故障占了绝对的优势。所以仍然需要不断的总结分析，促进继电保护技术的不断发展和创新，从而提高电力运行的安全和可靠性。
参考文献
[1]杨超.110kV智能变电站的继电保护分析[J].数字技术与应用(学术论坛),2012.
[2]戴志辉.继电保护可靠性及其风险评估研究[D].华北电力大学，2012.
[3]哀桂华，张瑞芳，郭明洁.110kV变电站继电保护整定方案优化[J].中国造纸，2010.
作者简介
白丽娜（1983.10-），女，籍贯河北省秦皇岛市，华北电力大学本科，工程师，单位：国网邢台供电公司，研究方向：电力系统继电保护、电力系统运行与控制。
冯毅（1970.8-），男，籍贯河北省邢台市，华北电力大学本科，高级工程师，单位：国网邢台供电公司，研究方向：电力系统继电保护、电力系统运行与控制。
田如钢（1983.9-），男，籍贯山东省聊城市，东北电力大学本科，工程师，单位：国网邢台供电公司，研究方向：电力系统继电保护、电力系统运行与控制。
论文作者:白丽娜,冯毅,田如钢
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/3
标签：变电站论文; 继电保护论文; 设备论文; 电网论文; 智能论文; 故障论文; 电力系统论文; 《电力设备》2016年第4期论文;