摘要：智能变电站是变电站智能化发展的重要方向，与传统变电站的继电保护方式相比较，智能变电站的继电保护装置更加的灵敏、迅速、可靠。为了使智能变电站运行更加稳定，同时促进继电保护系统更长远的发展，要重视智能变电站继电保护系统的可靠性分析。本文简单分析了智能变电站继电保护系统及其可靠性提升措施。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
引言
随着科技的不断进步，构建智能电网成为我国电力行业的重要发展目标，变电站是电网的重要组成部分，加强智能变电站继电保护可靠性的研究，有利于提升电网输配电质量，为广大电力用户提供安全、高效的电力服务。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的信息传递方式得到优化。智能变电站是智能电网的重要组成部分，要想保证智能变电站的有效运行，就必须保证继电保护系统的可靠性，在系统发生故障时能否实现可靠的动作，以确保智能变电站安全可靠运行，进而提高供电质量。
1智能变电站继电保护系统简析
1.1智能变电站简介
智能变电站在传统变电站的基础上引进了很多先进技术及智能化设备，其主要结构如图1所示，主要包括以下几个部分：第一，站控层，主要由服务器、人机设备、路由器、站级计算机等组成，是智能变电站的控制核心，能够实现远程监控、实时监测、故障诊断等；第二，间隔层，主要由继电保护设备、检测组件等，并且母线采用分散型安装方式，能够通过光纤和母线保障中心单元实现通信；第三，过程层，主要由变电站的一次智能设备组成，例如断路器、开关设备、电压互感器、电流互感器、智能组件等。
图1智能变电站结构示意图
1.2继电保护系统
智能变电站的继电保护系统包含八个功能各模块，具体有传输介质、互感器、合并单元、交换机、保护单元、智能终端、断路器和同步时钟源。信息数字化和通信网络化是智能变电站的两大特点，以往的变电站的连接方式是通过点对点对互感器和断路器等保护元件进行连接，现今的连接加入了更多的保护元件，通过合并单元将互感器采集到的数据进行汇集，对格式进行处理，然后将数据帧传给交换机。智能终端主要应用于一次设备的功能体现，智能终端可以将断路器的动作进行控制，将断路器采集到的信息传递给保护单元。交换机成为二次设备与合并单元的信息传递平台，弃用了传统的二次电缆，系统设备之间就此形成了信息共享模式，为了准确地了解断路器记录时间的时间序列，为变电站配备同步时钟源，使全站的设备统一对时。
2智能变电站继电保护可靠性提升措施
2.1过程层继电保护
过程层中的继电保护能够为电网调度系统提供一定程度的保护。对于电力系统的运行发生变化后，主保护定值中存在的较小波动性不会随之改变，可实现电力系统的稳定运行。一次性设备的大量应用保护要求开关设计须同硬件分离，实现一定独立性的保护，进而对母线和输电线路进行一定程度的保护。相同的输电线路中的独立采样可通过不同的开关电流达到目的，利用主保护通信口可进行调整，并进一步对系统电流进行综合把握。智能变电站中变压器和母线的保护，可用多端线路保护进行定义，并应用于站内保护装置同步采样的解决方式。对变电站主站采样中进行同步调整，增强采样数据的适用性，提高采样数据的可靠性。
2.2间隔层继电保护
在智能变电站中，继电保护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，智能变电站中所有电压要及时调整，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，智能变电站就能够实现继电保护。
2.3线路继电保护
线路继电保护的主要功能是对电力系统进行保护，采用的保护方式是纵联差动，线路保护装置的保护方法采用集中式和后备式两种，不论采用哪种保护方法，都可以在第一时间处理线路保护装置中出现的问题，使各项功能可以正常安全运行、对线路保护装置进行保护，可以对电力系统中各电压间隔进行保护和控制，同时也可以实现测量、控制、保护、通信等其他功能。线路保护装置同时也可以为其他装置提供完善的配电线路保护方案，如变电站、发电厂等，这些保护装置的存在，保证了电力系统的安全运行。
2.4环形网络结构保护
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，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。
2.5变压器的保护配置
在电力系统中，由于配电线路的电压额度是有限的，因此，无论电压是高还是低，都会对其配电产生较大的影响。故而，在变电站的工作过程中，其变压系统是最重要的控制装置，也是保护智能变电站的重要装置。在实际践行的过程中，为了实现对电压的有效控制，通常是借助变压器系统的运用来实现的。因此，针对配电保护，则可借助分布式配置方法来实现差动继电保护，并借助集中式配置方法，实现对后备保护，而针对非电量继电，则可借助安装独立保护装置来实现有效保护，以此来提升供配电的可靠性。
2.6过流电限定保护
通常来说，过流电实际上就是所谓的电流过载，该问题的出现能够在一定程度上使变电站出现外部电路短路的问题，进而使电流的负荷压力增大。负荷电流与正常电流相比，二者大小没有太大差异，但是负荷电流会造成变电站的外部出现故障，严重的会使变电站出现跳闸，从而严重影响变电站继电保护系统的可靠性。因此，在智能变电站继电保护系统中主要是对电压限定延时的方式进行应用，其能够对变电站各条变电线路的终端电流量进行准确测量，并且能够及时地处理负荷电流过载等问题。
结束语
综上所述，继电保护系统是确保整个智能变电站安全、稳定运行的关键。通过对智能变电站内重要设备继电保护系统的可靠性分析，加强智能变电站在设计过程中对于可靠性影响因素的优化设计，从而达到提高智能变电站继电保护整体可靠性的目的。电力企业也需加强对现代化高新技术的学习和应用，结合智能变电站继电保护的需要，采取有效的措施，确保智能变电站继电保护可靠性得到进一步的提高，从而促进智能变电站的建设和发展。
参考文献：
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[3]王同文，谢民，孙月琴，沈鹏.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，43（06）：58-66.
论文作者:沈侃恺,刘艺琨,孙启然
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/14
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