许波
（湖南五凌电力工程有限公司 湖南省益阳市 413000）
摘要：变电站继电保护系统的可靠运行，对整个电网而言都具备着十分重要的意义与作用，也正因如此，做好智能变电站的继电保护工作俨然已经成为确保电力系统安全、可靠供电的重要前提条件。该文笔者即从智能变电站继电保护系统结构入手，并就如何提高智能变电站继电保护系统的可靠性进行粗浅的探讨。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性
一、智能变电站继电保护系统的结构分析
所谓智能变电站继电保护系统实际上就是传统变电站继电保护系统的数字化和网络化发展。随着现代科学技术不断的推陈出新，我国社会各行各业的数字化、网络化发展进程也在不断的推进。智能变电站继电保护系统的出现只是众多行业中的一个范例。智能变电站继电保护系统与传统继电保护系统不同的是其只能总段能够一次性采集多种元件的信息，针对所有数据元件的实际情况进行综合性的分析。然后再根据分析结果将断开、闭合的信息结果传递给相应的保护单元，从而实现保护效果。一般来说智能变电站的继电保护系统是具有八大功能模块的，包括传输介质、互感器、合并单元、交换机等，这八大功能模块将变电站的实际运作情况进行综合分析传输到智能终端，然后由智能终端进行信息判断之后传回信号达到断开或闭合的效果。从科学的角度上来说，其实智能变电站继电保护系统的可靠性是可以计算出来的，而一般的计算公式为：
其中Rsys为整个继电保护系统的可靠性，m为系统元件或者子系统的个数，Rj则是第J个元件或者子系统的可靠性。从公式中就可以看出智能变电站继电保护系统的可靠性计算是比较简便的，因为在整个变电站系统中，大多数子系统或元件都是通过串联的方式连接在一起的，因此要想计算整个继电保护系统的整体可靠性只需要掌握单一元件或子系统的可靠性就能够知道了。不过由于不同的外部因素会对整个继电保护系统的可靠性造成一定程度的影响，所以不同环境下的继电保护系统的可靠性计算公式是有不同类型的变种的。
二、智能变电站继电保护系统可靠性分析
2.1变压器保护配置方法
智能变电站由于自身特点，不能使电压处于过低以及过高的情况下，使配电质量不会受到影响。由此自身对电压限制进行了规定。继电保护系统中，变压器是重要装置利用变压器，可以配置调节电压。所以一方面，对于变压器，要合理配置后背保护装置，集中处理，把断路器以及电缆进行连接。另一方面，使变压器合理配置保护装置，这样变压器的差动效果就会发挥很大作用。
2.2过流电限定保护
一般知道，电流过载就是过流电，如果电流过载，很有可能变电站的外部电路会有短路出现，就会给电流造成很严重的负荷压力。和正常的电流做比较，负荷电流和正常电流大小相同，一般如果变电站外部出现故障问题，都归结于负荷电流，最严重的情况就是变电站发生跳闸现象，进一步使变电站的继电保护系统可靠性降低。所以，我们对智能变电站进行继电保护时，可以利用电压进行限定进一步延时，一方面，对于负荷电流过载问题可以得到立即处理；另一方面，针对变电站，可以实现有效测量每一条的变电线路终端的电流量。如果负荷电流过载，智能变电站继电保护系统最大的优势就是可以及时报警，会根据负荷电流具体的情况，智能终端会下达保护命令，以此合理地对电力系统中负荷过载电流进行解决，促进了智能变电站继电保护系统更加可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3线路保护装置
保护电力系统的主要方式就是启用线路保护装置，原理是利用纵联差动。线路保护装置有很多功能，可以实现电力系统通信、控制、通信以及测量等控制，而且保护以及控制每一个相间处的电压。一般线路保护装置通过两种方式进行保护：后备式以及集中式。两种方式的最大优势就是如果线路保护装置有故障出现时可以及时地处理，以保证每一个功能运行上更稳定更安全。线路保护装置也能给发电厂贡献一套保护配电线路的方案。
三、提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施
3.1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。
3.2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想，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。
3.3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。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，安全满足电网运行功能的要求。
3.4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。
结语
变电站是电力系统的重要组成部分，而大量继电保护系统的应用为变电站设备的运行提供了安全保障。随着科学技术的不断发展，继电保护系统得到了快速发展，其可靠性也有了很大提高，尤其是数字化技术和光纤传播技术的应用，极大的提高了继电保护设备的可靠性。
参考文献：
[1]谷磊.智能变电站继电保护可靠性研究[D].广东工业大学，2014.
[2]丁修玲.基于信息流的智能变电站继电保护可靠性分析模型与评估研究[D].华南理工大学，2014.
[3]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（06）：58-66.
论文作者:许波
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/18
标签：变电站论文; 继电保护论文; 系统论文; 可靠性论文; 智能论文; 电流论文; 结构论文; 《河南电力》2018年15期论文;