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摘要：继电保护系统是电力系统安全运行的重要保护装置，也是构建智能电网不可或缺的一部分，对其可靠性进行研究和分析，具有十分重要的意义。本文将以电子式互感器和光纤通信网络为例，对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析。
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。
1.1智能变电站继电保护可靠性原理分析
可靠性主要是指元件系统等在一定环境、时间范围内，无故障的完成规定功率，主要分为可修复与不可修复两大类，并通过三大指标来衡量其可靠性：(1)可靠度。主要是指系统及元件在规定条件之内，在有限时间之内，实现规定功率的概率，是考察一个系统可靠性的重要指标之一;(2)可用性。主要是指系统或者其他设备在较长时间之内，能够完成所规定功能的能力，简而言之，就是其系统修复能力，如果系统在出现故障时，能够快速自动修复，是具备较高可靠性的;(3)平均失效时间。是指系统在规定的条件下稳定运行到下一次发生故障的平均时间。通过这三个指标，能够真实地反映一个系统的可靠性。
二、提高智能变电站继电保护系统可靠性的具体对策
2.1做好过程层中的继电保护
在这个阶段，应该实现迅速跳闸这一系统功能，且对变电站中的母线、变压器、输电线路等电器设备进行全方位的保护，从而将电力系统的实际运行风险降至最低，给予电力调度系统必要的保护。而在保护功能的把握上应该尽可能的简化系统保护设备与系统保护装置。通常而言，当主保护定值中存在较小的波动性时，电力系统在具体运行过程中发生相应变化之后，继电保护不会发生改变，这正是继电保护系统稳定性的重要体现。但由于在智能变电站中往往存在着大量的一次设备，所以在继电保护上，其在开关的设计上也必须要与硬件进行区分，给予相对独立的保护，从而实现对变电站母线、输电线路的保护。就相同的输电线路而言，针对独立采样，可以利用不同的开关电流给予实现，并在调整的过程中用主保护的通信口予以实现，进而对系统电流进行综合把握。在实际继电保护工作中，可以用一个多端的线路保护对智能变电站中的变压器保护以及母线保护进行定义，在对站内保护装置进行同步采样，在采样时，在变电站主站采样的基础上，实施调整，对采样数据的适用性和可靠性上予以保证。
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2.2做好间隔层中的继电保护
需要将双重化配置应用到变电站的继电保护中，集中的配置后备保护，后备保护系统将后备设备的保护和开关失灵的保护为变电站提供出来，同时，还需要保护相邻范围内的相连线路和对端的母线，在后备设备电流的基础上对电网运行的问题和故障上进行判断，进而将有效的跳闸策略制定出来。此外，将等级集中配置在全站的全部电压中予以实现，对技术上以便实施的进行调整，对电网运行的具体情况上予以适应。并且，可以在电网运行具体情况的基础上，将几套运行方案事先设定出来，进而有效的分析站内的电网系统，将最佳的运行方案选择出来，对智能变电站的继电保护上予以实现。
2.3增加系统的冗余性
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。
2.4增强环形结构母线的可靠性
正是因为环形结构本身就是极具可靠性的结构，所以，将环形结构运用到母线保护装置之中对确保继电保护系统可靠性有着十分重要的作用。所以，在智能变电站继电保护系统中应该做好环节结构的应用且进一步增强环形结构母线保护的可靠性。通过分析并采取最小路节点历法计算可知，传统结构的母线保护可靠性较低，环形网络结构母线保护可靠性能够满足继电保护系统可靠性要求，各项指标有明显提升，另外，环形结构对元件损害较小，能够大大提高继电系统安全、可靠性。在变电站继电保护系统母线保护装置中融入环形结构能够实现继电保护系统可靠运行的目标。
结语
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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论文作者:李永平 赵国栋
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; 系统论文; 可靠性论文; 继电保护论文; 智能论文; 母线论文; 结构论文; 《知识-力量》3月下论文;