摘要：智能变电站继电保护系统是在传统的变电站的基础上强化变电系统的智能性而形成一种具有更高安全性能的保护系统。其实就智能变电站继电保护系统来说，无论是在结构上还是在系统的设计与运行方面，都采用了全新的设备与技术，因此本文就智能变电站的继电保护系统的可靠性进行了深入的分析，希望能够对智能变电站继电保护系统有一个更深刻的认识，希望能够为我国变电站的智能化发展起到一定的推动作用。
关键词：智能变电站;继电保护系统;可靠性
导言
近些年来，为了更好地满足市场经济的发展需求，满足社会各界的实际用电需求，越来越多的智能变电站加快了建设步伐。而继电保护系统作为智能变电站的第一道防线，其可靠性势必受到了社会各界的高度关注，而如何确保智能变电站继电保护系统的可靠性俨然已经成为电力企业所面临的重要课题。
1智能变电站及其继电保护
1.1智能变电站
智能变电站是在运用电子通信网络技术的二次系统的基础上集成信息测量、采集及控制的应用模式，以实现电网实时数字化、智能化和自动化控管。智能变电站的主要特征在于数字化的数据采集模式、网络化的信息交互模式、集成化的信息应用和状态化的设备检修。与传统变电站的常规互感器相比，智能变电站使用了新的电子式互感器，利用高速以太网对电压、电流的模拟数字信号进行采集和传输，使用智能断路器等设备实现变电站的自动化。
1.2智能变电站继电保护
基于IEC61850协议的智能变电站继电保护与传统的站控层和间隔层结合的体系结构不同，主要分为过程层和间隔层。智能变电站继电保护系统的主要元件为交换机、合并单元、网络接口、智能终端、电子互感器、同步时钟源等。智能变电站可将采集的信息汇总并传递至继电保护装置。继电保护系统接收命令后进行断路器的跳合阐，并反馈信息。
2智能变电站继电保护系统的可靠性分析
2.1智能变电站继电保护系统的结构
220 kV智能变电站按SV和GOOSE的传输是否共网等不同的采样、跳闸方式分为以下几种不同的继电保护系统典型结构：直采直跳。继电保护设备采用光纤直连采样和跳闸，仅存在部分支路。网采直跳。SV和GOOSE独立组网或共网。直采网跳。继电保护设备直接采样，利用GOOSE网络跳闸。网采网跳。继电保护系统的采样、跳闸均通过SV和GOOSE单独或共网络实现。过程层网络是智能变电站继电保护系统的主要结构，继电保护系统需要通过过程层网络进行信息的采集和断路器的控制。GOOSE报文及采样值SV报文能确保继电保护系统的实时运作。
2.2智能变电站继电保护系统的元件
智能变电站继电保护系统的主要元件为交换机、合并单元、网络接口、智能终端、电子互感器、同步时钟源等。与传统的电磁互感器相比，电子式互感器具有无磁饱和、测量准确、经济、小巧轻便、数字化、安全等诸多优点。根据传感头电源的不同，电子式互感器可分为有源型和无源型。合并单元能够实现过程层采样传输，通过接收时间标记电子式互感器传输的采样信息，将数据传送到继电保护设备。合并单元无需传统继电保护装置之间复杂的接线工作，节约了成本，同时实现了数据共享。交换机作为智能以太网络的重要节点，在数据链路层上实现了数据帧的交换。随着交换技术的不断发展，信息流传递速度逐渐加快。当前使用的虚拟局域网（VLAN）通过划分智能单元，大大提高了通信效率。此外，对交换机的环路进行逻辑通断端口设置后，智能电网的运行更加稳定。智能终端可以实现对断路器的实时监控，通过收集设备内部的各种数据检测断路器的运行情况。对断路器进行实时状态检修，能够预防并及时解决设备出现的问题及故障。智能终端既可以接受控制断路器开断的命令，也可以反馈断路器的运行情况。同步时钟用于保证智能电网信号采集和传输的统一时序，确保智能电网运行的可靠性和准确性。同步时钟能够为电网运行过程中数据的采集和传输记录正确的顺序，以保证后续操作的准确性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，同步时钟源主要使用GPS（全球定位系统）。变电站内的对时装置接收GPS的时间信号发出同步脉冲，所有装置接收并解出同步计时点并校正。
3提升智能变电站继电保护系统可靠性的建议
3.1环形网络结构母线保护组网方案
提高智能变电站继电保护系统的可靠性，需要根据实际的系统需求，采用环形结构的母线保护组网方案。从母线保护组网模式中可知，各个间隔智能终端所能够提供的刀闸位置等遥信需要通过GOOSE网络，将信号输送到母差保护装置中。对于采样值组网方式，间隔单元的数据，需要送到母差保护装置中，母差保护动作出口的GOOSE通过相应的网络，发送到各个间隔的智能终端中。在这样的组网方式下，母差保护装置的容量受到一定的限制，过程层交换机所能够承担的报文流量增加。当单台的交换机接入单元的数量增加时，会使得系统中的可靠性逐渐降低。
3.2智能变电站继电保护系统智能报警
当前，智能化的变电站中，实现继电保护，需要对变电站中的故障进行预警、检测以及报警。其中智能报警工作比较重要。实现变电站的智能报警，主要分为以下几个环节：
3.2.1当智能变电站中出现故障时，继电保护装置能够对站内的数据信息进行总结。同时智能报警系统还需要对站内的实时数据、警告信息、应用信息以及设备故障信息进行相应的数据信息收集与处理。
3.2.2电网故障的初步诊断。在电网系统中出现问题时，需要对其进行故障初步判断，在实际判断环节，对智能变电站系统数据进行对比，并提供出比较详细的故障报告。然后根据故障管理经验，在实际的智能变电站运行中，需要对变电站的报警信息进行分类，主要可以分为事故信息、变位信息、越位信息、系统异常信息等。
3.2.3系统的跳闸保护，当系统开关处于打开状态中，保护装置跳闸，信息能够对电网装置问题进行反馈。系统异常信息是指，当系统不运行时进行报警。变位信息是指，通过系统中开关的变换情况来反映出电网的实际工作状态。
3.3智能变电站继电保护内容
在电网电力系统中，应对电力系统的故障，需要强化电力系统继电保护作用。在电网系统变压器设备安装之后，需要对设备进行保护，继电保护能够对变压器进行两方面的保护：
3.3.1进行变压器故障的瓦斯保护，系统中的绝缘材料在与油箱说中的油相互作用下，产生有害气体，因此需要对变压器进行瓦斯保护。一旦变压器油箱出现问题时，继电保护系统就作出反应，并在电力系统中发出报警。
3.3.2短路保护。当故障电路中的阻抗元件在运行一段时间之后，就会出现跳闸的现象，进而实现变压器中的短路保护。继电保护实利用阻抗元件中的阻抗原理，对电网电路进行保护。
结束语
智能变电站继电保护系统的出现对于变电站的整体安全性来说是非常关键的，它不仅推动了我国电力行业的整体发展，而且能够保障电力系统在相对安全稳定的状态下运行。所以说随着现代社会的不断发展，科学技术的不断改革与创新，我们有理由相信未来的电力行业将会再上一个台阶。而随着新技术、新设备的应用，通过科学有效的系统配置，继电保护系统的可靠性必然还会再一次得到升级。当然这也需要我们对电力事业再度进行研究和探索，只有不断的深入电力研究，我国的电力行业才会逐渐走向智能化、数字化，才能够真正的实现长期可持续发展。
参考文献：
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[3]王超,王慧芳,张弛等.数字化变电站继电保护系统的可靠性建模研究[J].电力系统保护与控制，2015(03):8-13.
论文作者:陶宇超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/25
标签：变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 系统论文; 电网论文; 信息论文; 断路器论文; 《电力设备》2017年第5期论文;