摘要：继电保护系统对于智能变电站的安全稳定运行具有非常重要的作用，智能变电站未来发展的大方向之一就是电力设备的继电保护，因此，供电公司加大对继电保护研究的力度具有重要的现实意义。智能电网发展速度非常快，电力技术也是日新月异，社会对于智能变电站相关要求日益提升，为了满足社会对于智能变电站的需求，有必要针对智能变电站各设备继电保护进行深入研究。基于此，本文就如何提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施进行了分析。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性；提高措施
随着我国经济发展水平的提升，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这与整个智能电网的安全稳定运行息息相关。因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。
1 智能变电站继电保护系统结构
智能变电站的基本特点是信息数字化和通信网络化，其继电保护系统不同于传统变电站点对点方式连接的互感器、断路器和保护单元，而是具备更多元件。合并单元将多个互感器采样数据汇集后合并，进行格式处理后把数据传递给交换机。智能终端是一次设备如断路器等的智能功能体现者，接受跳合闸及闭锁信息来控制断路器动作，同时采集断路器开关位置信息传递给保护单元。交换机及其相关网络替代了传统二次电缆，作为二次设备与合并单元之间的信息传递平台，实现各系统设备之间信息共享。与此同时，为实现继电保护对发生事件的时间序列上的准确性要求，需要满足全站设备的统一对时功能，配置同步时钟源。通信介质和接口必不可少，其连通性对保护系统是否运行正常有直接影响，通常采用光纤，接口故障和通信故障效果相同，可以将接口视作通信介质组成部分。所以，完整的智能化继电保护功能通常具备八大功能模块，传输介质（TM）、互感器（MI）、合并单元（MU）、交换机（SW）、保护单元（PR）、智能终端（IT）、断路器（BR）、同步时钟源（TS）。
2 继电保护系统可靠性原理
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：一是可靠度，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，是考察电力系统可靠性的重要指标之一；二是可用性，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；三是平均失效时间，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，能够真实地反映电力系统的可靠性。
3 提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施
3.1 做好过程层中的继电保护
在这个阶段中的继电保护主要体现在对迅速跳闸的系统性功能上，对母线、变压器、输电线路等设备实施保护，降低电网运行的风险，保护电网调度系统的安全，要重点把握系统的主要保护功能，简化系统保护的设备和装置。通常来讲，有较小的波动性存在于主保护定值中，在电力系统具体运行发生了变化之后，它也不会改变，以此来实现电力系统的稳定运行。但是因为大量的应用一次设备，在保护中，在设计开关时一定要同硬件分离，保护其相对的独立性，进而实现对母线的保护和输电线路的保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就相同的输电线路而言，可以利用不同的开关电流给予实现独立采样，在调整时用主保护的通信口实现保护，进而综合的把握系统电流。可以用一个多端的线路保护来定义智能变电站中的变压器保护和母线保护，在实现对站内保护装置同步采样时，也要使用对线路保护的同步采样解决方式。在采样时，在变电站主站采样的基础上进行实施调整，保证采样数据的适用性和可靠性。
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。首先是总线结构。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；其次是环形结构。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，此种操作还可以给机电系统运行提供物理中断冗余，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；最后是星型结构。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 做好间隔层中的继电保护
要想做好间隔层中的继电保护，确保继电保护系统的可靠性，就必须将双重化装置应用到变电站继电保护系统之中，对后备保护进行集中配置。后备保护系统能够为变电站提供后备设备的保护以及开关失灵保护，同时，还能够对相邻范围内的相连线路以及对端母线进行保护，从而在后备电流基础上可以对电网运行的问题以及故障进行准确的诊断，对跳闸问题提出有效的解决对策。此外，还可以在全站的全部电压中将等级集中配置，在技术上进行调整，来适应电网运行的具体情况。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，选择最佳的运行方案，实现对智能变电站的继电保护。
3.4 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，并且需要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，能够有效提高继电系统安全、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。
结束语：
智能变电站继电保护系统的可靠运行对整个电网具有十分重要的意义和作用，是确保电力系统安全、可靠供电的前提条件。为了能够有效提高智能变电站继电保护系统可靠性，就需要电力部门及工作人员，在工作中要不断地积累经验，不断地充实自己，学习与掌握当前高新技术，进而推动我国智能电网继电保护工作向着合理化、科学化的方向迈进。
参考文献：
[1]智能变电站继电保护系统提高可靠性的方法[J].叶秉森，仇孝国，刘永强.电子技术与软件工程.2017（19）
[2]智能变电站继电保护系统提高可靠性的措施[J].齐书鹏.电子技术与软件工程.2017（19）
[3]智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].王晴清.中国战略新兴产业.2017（32）
论文作者:李锦锦,屈世民
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/16
标签：变电站论文; 系统论文; 继电保护论文; 可靠性论文; 智能论文; 电网论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第33期论文;