摘要：伴随着我国智能电网建设脚步的加快，新能源的接入以及电力电子器件急剧增多，对继电的保护措施也在逐渐的增多。现在人们的用电需求逐步增加，继电保护系统的硬件保护隐患也逐步上升，因此要采取各种措施去保护智能变电站继电保护，减少由此所造成的安全隐患。本文就对智能变电站继电保护系统可靠性相关方面进行分析和探讨。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
1智能变电站继电保护系统的结构
智能化变电站是在传统的变电系统的基础上发展出来的新型变电站。是由电子式互感器和开关等智能化一次设备，经过间隔层、过程层、站控层等网络化二次设备分层，按照IEC61850 通信规范构建的能够实现电气设备信息共享的现代化变电站。智能化变电站打破了传统变电站的缺点，为用户提供安全、高效、可持续的电力。通常情况下，完整的智能变电站继电保护系统主要包括八个比较强大的功能，分别是智能终端、互感器、保护单元、合并单元、断路器、传输的介质以及交换机同步到时钟源等功能。其工作原理是这些元器件的每个互感器会将收集回来的数据和信息统一的传递给交换机，而交换机的主要是替换了传统二次电缆的功能并建立二次设备、单元传递的平台，进而帮助智能变电站完成系统之间的信息传递和共享，也就达到了智能变电站具有信息数字化、通信网络化的巨大功能。智能变电站的网络结构主要是分为三个层和两个网的结构，三层主要包括间隔层、过程层以及站控层；两网主要是站控层网络和过程层网络。继电保护系统是在间隔层和过程层之间且通过间隔层的信息交互再经过过程层实现网络共享。智能变电站想要实现利用继电保护系统来判断其故障发生的准确时间，就需要对变电站的设备进行时间的统一核对且设置一样的时钟源。
2智能变电站继电保护要点分析
2.1可靠性
智能变电站主要是通过网络信息技术来控制与保护整个电力系统。在智能变电站系统之中拥有多个电子装置，而其稳定性就会直接影响到电力系统的可靠性。在实际运行之中，影响电子装置稳定性的因素很多，如信息数据、运行环境等。一旦电子装置的稳定性受到影响，就会影响到继电保护的可靠性。因此，想要增加继电保护本身的可靠性，就应该蛮子电子装置运行稳定性的需求，通过拥有较高稳定性的设备和电缆的使用，尽量的减少外部频率对于电子装置带来的影响。同时，定量的分析继电保护系统的可靠性模型，就可以对结果进行科学的分析，从而制定相应的方案来做好继电保护装置的配置处理。
2.2实时性
智能变电站继电保护的基本在于实时性，尤其是数字互感器的应用，对在采集与交换电力系统运行数据的时候，就需要满足交换时间准确性的要求，这样才能够满足采样数据的及时性和准确性。在交换数字信息的时候，因为交换频率以及传播效率等时间方面的影响，就可能面临时间的误差，进而对数据传播的稳定性以及及时性造成影响。对于继电保护实时性产生影响，主要是因为交换器数据传输时间合并误差。所以，在进行电力系统数据采样的时候，工作人员需要必要的分析数据以及计算可能产生的误差，并且将采样的结果与计算的结果进行相互的比较，这样就能确保结果的准确性，从而降低因为设备出现的延迟，对于数据采样结果带来影响，这样也有利于电力系统继电保护实时性的全面提升。
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3提高智能变电站继电保护系统可靠性措施
3.1过程层中的继电保护
该继电保护阶段对迅速跳闸的系统性功能的实现，主要对母线、变压器、输电线路等设备进行保护，进而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。
3.2间隔层中的继电保护
可将双重化配置运用到变电站的继电保护之中，集中配置后备保护。后备保护系统需为变电站的后备和开关失灵提供保护，并为相邻区域内的相连线路和对端母线提供保护，判断后备设备电流下的电网运行问题和故障，进一步制定出有效的跳闸策略。全站的所有电压中须运用等级集中配置，并在技术上进行一定调整，以适用电网运行。此时可先设定出运行方案，对站内电网系统进行分析，筛选出最佳方案，以实现智能变电站的继电保护。
3.3以太网冗余性
增加系统冗余性实现方式有两种：第一，以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助，通过利用多种模式，能够实现不同的目标。第二，通过网络架构需求实现。网络架构由总线结构、环型结构、星型结构三个基础网络构成。总线结构是利用交换机进行数据信息的传送，可减少接线，但冗余度交差，实际使用时，须通过延长时间以增加敏感度；环型结构类似于总线结构，环路上的每个点都可提供不同程度的冗余，而与以太网交换机结合后，可生成树协议，在继电系统运行中可提供物理中断的冗余度，使网络重构控制在一定时间范围内。使用环型结构主要存在的是收敛时间较长的问题进而对系统重构造成影响；星型结构等待的时间较短，适合较高场合，不存在冗余度。但是一旦主交换机在运行中出现故障，会对信息传送造成影响，此种结构可靠性较低，并不适合普及。继电保护系统网络构架的选择应结合自身实际情况进行优缺点的综合对比，保障机电系统的可靠性。
3.4环形网络结构法
在环形网络结构法之中，刀闹位置信信息经由各间隔智能终端提供，然后通过网络将信息传递到母差保护装置。根据采样值组网方式，各间隔合并单元的数据同样传输到母差保护的装置上。母差保护动作的出口信息，发送给各间隔智能终端之后，母差保护装置的容量会受到限制，主要原因是网络报文流量的大小不定。有的时候，过程层的交换机会承担较大量的报文，单台的交换机接入的单元信息数量严重超出就会导致其可靠性较低。为了解决这个问题，可以将装置或者交换机的光纤口进行设置。单口同时接入的合并单元数量不应该过度，使用多交换机分担带宽的方法可以接收更多的间隔采样，采用千兆的交换机这种方法也可以。
结语
总而言之，就变电站系统而言，继电保护工作对于变电站的整体运行都会造成直接的影响。现今社会，人们生产生活对于电能的需求量在不断的增加，这就要求电力系统需要做好变电站继电保护技术的改进与创新，再配合上数字网络科技，建立智能化变电站，这样就能够满足人们的需求，同时，电力行业还需要将变电站的继电保护放置在首要位置，这样就能够将变电站的全智能化建设进一步加快，推动智能化变电站的可持续发展。
参考文献：
[1]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/OL].电力系统保护与控制，2015，43（06）：58-66.
[2]景琦.智能变电站继电保护可靠性评估[D].华北电力大学，2015.
论文作者:吴晓宾,孔海波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/29
标签：变电站论文; 继电保护论文; 智能论文; 系统论文; 可靠性论文; 结构论文; 交换机论文; 《电力设备》2017年第23期论文;