董荞
（国网北京市电力公司昌平供电公司 北京 102200）
摘要：随着我国经济发展水平的不断提升，智能电网的建设规模逐渐扩大，其不管是在系统的组成方面，还是在内涵上均与传统电网大相径庭。在智能变电站继电保护系统中，光纤替代了传统的电缆，在有效评
估继电保护系统的过程中，主要是通过继电保护系统的构造及其元件进行的。这主要是因为该因素能够影响到电网的稳定运行，对智能变电站继电保护系统进行可靠性分析与整个智能电网的安全稳定运行息息相关。鉴于此，
分析和研究智能变电站继电保护系统可靠性的现实意义不言而喻。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
一、智能变电站继电保护系统的组成
1.1电子式互感器
电子式的互感器是智能变电站继电保护系统中的重要组成部分，传统的互感器一般为电磁结构，电磁式互感器不能应对数字化的电气量测系统发展。因此采用电子式的互感器，该种新型的电子互感器与传统的互
感器相比具有家较好的是故障检测准确性，从性能上能够提升是保护装置的正确动作率，实现电网系统的稳定运行。从经济效果上分析，电子式互感器能够利用光缆取代电缆，使得绝缘结构更加的简单化。从设备的发展性上
进行分析，电子式的互感器能够提供数字量的输出，实现二次设备系统集成，促进变电站实现智能化。
1.2合并单元
在电子式互感器传来系统采样信息后，合并单元将采样信息进行科学的组合，以特定的数据格式，将采样信息传输到保护装置中。现如今，合并单元已经能够成为智能变电站保护系统中必不可少的重点环节。合
并单元的作用突出，一方面能够有效的避免互感器与保护装置之间的接线复杂，另一方面有效的减少人力和物力之间的成本，保障电力系统中的二次设备之间实现有效的数据共享。
1.3交换机
交换机是智能变电站继电保护系统中的核心部件，在继电保护系统中，以交换机为核心设备的以太网能够将传统的保护系统代替，继电保护装置是变电站的大脑，交换机是智能变电站的中枢神经。在数据传输环
节中，交换机的主要功能够建立在通信通道基础上，实现数据帧的交换。
1.4智能终端
在电网电力系统中，经常会出现很多故障，为了实现故障检修，需要引入d智能终端。智能终端的出现能够对系统断路器设备内部的电、磁、温度、机械等状态进行检测。该种基于智能终端的检测，其故障预防性
能比较高，实现系统的智能化控制。一般情况下，智能终端一方面能够接收保护装置传来的跳合闸命令，另一方面也能够将断路器的实时信息传递到站控层。
二、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
220kV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：①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。②网采直跳。SV和
GOOSE独立组网或共网。③直采网跳。继电保护设备直接采样，利用GOOSE网络跳闸。④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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
三、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
（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。
（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）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
（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。
（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。
四、结语
变电站的整体安全性因为智能变电站继电保护系统的出现而得到了提高，智能变电站的出现使我国电力行业的发展得到了推动，同时能够使电力系统的安全稳定的运行得到保障。由于社会的不断发展，科学技术
的不断创新，电力行业未来的发展一定会越来越好。继电保护系统的可靠性也会随着一些新设备和新技术的应用而得到再一次的升级，所以我们要加强对电力事业的研究和探索，进行深入的相关研究，智能化、数字化将是我
国电力行业未来的发展方向，也是电力行业可持续发展的保障。
参考文献：
[1]黄明辉，邵向潮，张弛，王海柱，李一泉，蔡泽祥．基于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真[J]．电力自动化设备，2013，（5）.
[2]王超，王慧芳，张弛，刘玮，李一泉，何奔腾．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，2013，（3）.
作者简介：
董荞（1990.5.6），男；辽宁省庄河市人；汉族；大学本科；助理工程师；变配电二次检修室班长；研究方向：继电保护；单位：国网北京市电力公司昌平供电公司。
论文作者:董荞
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
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