摘要：变电站继电保护系统可以有效保证电网的正常运行，对于电网发展有着积极的推动作用。在科学技术发展的带动下，智能变电站继电保护系统在电网中得到了广泛的应用，成了智能电网的支撑结构。基于此，文章结合工作经验，先对智能变电站继电保护系统作了概述，然后对于智能变电站继电保护系统可靠性进行了详细的阐述与研究，希望可以给用户提供高质量的服务。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性
引言：
近年来，随着智能变电站的不断增多，也引起了人们的高度重视，而继电保护是智能变电站的第一道防线，因此，对智能变电站继电保护系统的可靠性进行深入研究是非常有必要的。
1智能变电站继电保护系统概述
1.1电子式互感器
电子式互感器可以将电磁结构升级为电子传感头结构，这样便可以有效促进电路的集成化，符合智能变电站继电保护系统的智能化和数字化的发展趋势。电子式互感器有两种形式，分别是有源型和无源型，而有源型电子式互感器由于它的轻小功能，因此得到了广泛的应用。电子式互感器的有效应用为保护系统提供了重要的保障，也为智能变电站继电保护打下坚实的基础，从而促进了变电站继电保护向智能化及数字化方向的发展。
1.2合并单元
在智能变电站继电保护系统中合并单元是其重要组成部分，它的产生与电子互感器产生有着密切联系，合并单元实现了数据信息间的有效组合，并通过加工处理，使信息完整系统传输给保护系统，这便使得复杂的接线工作变的简单了，并降低了接线成本，从而实现了数据共享。
1.3交换机
交换机是智能变电站继电保护系统的中枢神经，与传统电缆传输信息相比，交换机通过以太网对信息传输，为数据资料输送提供安全通道，并通过交换数据、地址表等，使交换管理便捷化，从而有效提高了信息的传递。
1.4智能终端
“智能终端是一次设备侧的智能组件，其功能是通过一方面接受从保护装置传来的跳合闸命令，然后对断路器进行控制；另一方面将断路器实时信息上传到测控装置，使远方工程师可以实时接收到它的运行状态。”智能终端与传统的定期检修和预防测验是不同的，它主要以实时检修和智能作为目标，通过对内部温度、运行状态及电磁等的检测，实时对设备进行维护，进而有效提高了设备的可靠性。
1.5同步时钟
同步时钟使变电站实现统一的时序和基准，在智能化变电站继电保护系统出现事故后，通过网络通信的方式将出现故障资料及时传输给控制中心，从而为系统维修和调控提供数据支持。
2智能变电站继电保护系统架构
经过分析可知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。第一，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；地域级主要由站域级保护管控和站域保护组成，站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。第二，一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，可以将其表示为图1所示。
3智能变电站继电保护可靠性原理
可靠性表示元件系統在一定环境、时间内完成的规定功率。在实际运行中，可以利用下列指标衡量智能变电站继电保护可靠度。第一，可靠度。可靠度表示元件与系统在规定时间内，可以在有限时间完成的功率概率，目前已经成为考核系统可靠性的重要指标。第二，平均失效时间。平均失效时间表示，在系统规定条件下，安全稳定运行到下一次故障的平均时间。第三，可用性。可用性表示系统或其他设备，可以在规定时间内完成所制定功能的操作，简而言之，可用性主要表示系统进行修复所耗费的时间，表示系统具有的较高可靠性。通过以上3项指标，可以掌握继电保护系统可靠性，进而有针对性地制定出防范措施。
4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。从相同的输电线路来看，进行独立采样时，可以利用不同开关电流来实现，及时掌握系统电流综合运行情况。在继电保护实际工作中，利用多端线路掌握智能变电站及对母线保护，并将站内保护装置设置为同步采样，结合变电站要求进行调整，保证采集数据的可靠性。
4.2增加系统冗余性
为了保证智能变电站继电保护系统的安全，必须提高系统冗余性。实际操作时，可以从以下两方面做起：第一，以太网中的数据链路层技术帮助并支持变电站自动化，可以利用多种模式实现共同目标。第二，从网络构架需求分析。网络构架一般由3个网络组成，主要目的是提高变电站继电系统保护可靠性。（1）总线结构。总线结构可利用交换机进行数据信息传送，减少了接线，但是由于冗余度较差，在实际使用中，必须经过长时间操作才能实现目的。（2）环形结构。环形结构与总线结构较类似，环路上任意一处均可提供不同冗余，将其与以太网联合起来，可以形成管理交换机，具备了生成树协议，此种操作还可以给机电系统运行提供物理中断冗余，可以将网络重构控制在一定操作范围内，收敛时间较长，一般难以完成相关任务，影响了系统重构。（3）星型结构。星型结构的主要特点就是等待时间较短暂，可以应用于导频高要求的场合，没有冗余，但是将其应用到交换机运行中会影响信息传送，可靠性较低。所以给变电站选择继电保护系统网络构架时，必须结合实际情况进行分析，在详细了解各自情况后，选择合适的网络架构，提高继电系统可靠性。
4.3做好间隔层继电保护
为了提高间隔层继电保护质量，提高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。除此之外，还可以实现全站全部电压的等级集中配置，可以进行技术调整，满足电网运行功能的要求。
4.4完善环形结构在目前保护装置中的融入
环形结构的可靠性较高，将其融入到母线保护装置中，具有较强的实际应用意义。经过分析发现，在传统结构中，环形母线的可靠性较低，其应用到母线保护中，不仅提高了智能变电站继电保护系统的可靠性，也提升了内部相关指标的性能，而且母线环形结构不会对电气元件造成较大损害，所以环形结构在智能变电站继电保护系统中的融入，已经成为提高继电保护可靠性的基础。
5结束语
该文主要对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析，为了保证电网整体系统的安全运行，必须认真总结电力系统中出现的问题，同时，结合时代发展需求，将先进技术成功应用到智能变电继电保护中，推动我国智能变电站继电保护向科学、合理的方向发展。
参考文献
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[3]浮明军，刘昊昱，董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制，2015（1）：40-44.
作者简介：
胡志威（1989-），男，汉族，大学本科，助理工程师，目前从事变电站继电保护维护工作。
作者简介：
杜凤岐（1989-）女，汉族，研究生，助理工程师，主要从事电力后勤综合管理工作。
论文作者:胡志威1,杜凤岐2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
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