（内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝旗上都发电有限责任公司，内蒙古 锡林郭勒盟 正蓝旗 027200）
摘要：电力系统正处于发展阶段，智能电网将计算机技术同信息技术等结合而成，基于电子技术和通信网络技术的智能变电站使得变电站在信息的传递方式上发生了巨大的改变，智能变电站通过信息应用使得信息的自动采集加强了，对继电保护系统进行可靠性的评估可以发现继电保护系统的薄弱环节，然后提出整改方案。
关键词：智能变电站；继电保护；系统分析
一、智能变电站继电保护系统的主要构成部分
1.1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。
1.2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。
1.3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智能变电站继电保护系统可靠性分析为基础，以此来交换数据帧，达到数据传输的目的。
1.4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。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。
二、系统的可靠性分析
2.1分析方法
信息流能够使智能变电站继电保护系统的功能得以实现，在信息流通路顺畅时就能够将信息从始端发往终端，继电器的保护功能才能够实现，其中会影响继电保护系统可靠性的因素包含同步对时功能、SV报文和GOOSE报文信息回路的连通效果。
(1)参数的选择。电网的一二次设备均在固定的时间进行检查，在维护过程中，系统的可靠性评估来源于元件故障信息的准确性，可修复的元件在检修维护的过程中将故障率和修复率视为常数即可。例如合并单元的故障率就为0.0067，交换机故障率为0.02。利用马尔科夫链模式进行分析，由于元件所处的环节不同，因此其故障的状态也是有所不同的，例如合并元件和交换机元件在信息传输过程中出现丢失现象就会使保护系统产生拒动。分析时应该将元件的失效状态进行细分，大致可以分为两种，分别是误动和拒动，之后根据二者的概率进行计算即可。
(2)框图法。在智能变电站继电保护系统的分析过程中，框图法较为直观清晰，这种方法对于元件比较少的系统用较为合适，可以根据系统的结构进行框图的绘制，通过框图及元件的状态和系统的状态进行描述，框图可以计算出系统中不同元件的不同状态的概率。对于含有多个独立分散的原件的保护系统，其中元件之间的维修状态也是具有独立性的，例如，可以将元件1的正确动作的概率记为P1，将元件2的正确动作的概率记为P2，根据改路的运算规则进行运算即可。
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2.2分析应用
(1)主变保护的可靠性分析。在主变保护的组网方案之中，主变保护和智能终端的合并单元就是依靠组网的方式进行连接，通过保护GOOSE的网络信息采集对传输跳闸发出指令，通过采用SV网络传输的采值样信息对变电站的主变压器进行保护。通过采用保护控测一体装置可以充分发挥智能变电站的智能化系统，保护装置一般包含保护CPU和测控CPU两种，保护启动判断的辅助依据就是测控采样，还可以从整体上保护可靠性。通过最小路集法可以得出主电保护的不可用度为1-A=8.8812×10-9。
(2)线路保护的可靠性分析。数字化线路的保护装置的开关量和模拟量是以光纤通过太网获取的，采样值的光纤接口和开关输入量的光纤接口是独立的设置，跳闸输出和开关量的接口通常是一个，数字化线路的保护可以通过线路两端和传统的线路保护进行配合，完成纵差保护。通过最小路集法和不交化算法可以得出线路保护的不可用度为1-A=4.9492×10-9。
(3)母线保护的可靠性分析。母线保护的组网模式中，智能终端可以将刀闸位置的信息传递到母差保护装置上，利用采样值组网和GOOSE网络将间隔合并单元的数据传递给母差保护装置上，通过相关的协议就可以实现SV网络采样信息。通过最小路集法和不交化算法可以得出线路保护的不可用度为1-A=9.9720×10-8。
三、提升可靠性的措施
3.1过程层中的继电保护。过程层的系统性作用主要方式是通过快速跳闸的方式，实现了对变压器、线路以及母线等装置的保护，调试系统更加安全，运行电网大大降低了风险。为了对系统尽可能地减少装置保护，就要更加注意对过程层的保护，研究其功能。若电力系统的运行有了异常，而主要的保护系统却没有很大的变化，一般主保护的定值还是固定不变的，使电力系统运行更加稳定。由于多数设备属于一次性的设备，当设计开关时，要注意与硬件区别开来，让其单独完成保护作用的发挥，在输电线路以及母线保护上更加有效可靠。
3.2间隔层中的继电保护。在智能变电站中，保护继电可以利用双重化配置的方式，对后备保护系统进行集中配置。变电站的开关以及后备若失灵，就可以启用后备保护系统，保护了对端母线以及相连区域间的相邻线路，进一步通过后备的设备电流，判断出电网运行出现的故障，做出行之有效的跳闸决策。值得注意的是，为了使电网稳定运行，变电站中所有电压，要及时调整技术，配置上采用等级集中制。在分析变电站电网系统前，要设定运行方案，选出最合适的方案，智能变电站就实现了继电保护。
3.3环形网络结构法。环形网络结构法就是间隔智能终端会提供信息，母差保护装置就会接受到来自网络传递的信息。如果使用采样值组网，母差保护装置同样会接收到经过合并后的间隔数据。当母差保护动作将出口信息发送给各间隔智能终端后，由于网络报文的流量的大小是不确定，就会限制住母差保护装置容纳量。由于过程层的交换机要承担比较多的报文，但是每一台的交换机接入的单元信息数量已经超出，这就使可靠性降低。为此，就要设置交换机的光纤口或装置。值得注意的是，同时接入单口时要限制合并单元的数量，为了接受更多的间隔采样可以用千兆的交换机或对多交换机进行分担带宽。
结束语
通过研究可以发现，与常规站的继电保护系统有所不同的是，智能变电站的继电保护系统的可靠性有下降趋势，智能变电站的线路保护和主变保护问题，可以采用直采直跳的模式，在采用对时源时，不可采用外部对时源，通过详细的分析得出智能变电站继电保护系统的可靠性极其重要。
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]路淮丰.智能变电站继电保护可靠性探析[J].通讯世界,2014（24）：76～77.
[3]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）,2016，02：232-233.
关于继电保护检修和数字化继电保护的应用分析
论文作者:石璟 尹曦泽
论文发表刊物:《知识-力量》3月下
论文发表时间:2018/5/22
标签：变电站论文; 智能论文; 系统论文; 继电保护论文; 终端论文; 互感器论文; 交换机论文; 《知识-力量》3月下论文;