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摘要：智能变电站采用大量新型设备提高变电站智能化的同时也给继电保护二次设备的可靠性带来了全新的挑战。采用有效概率、误动概率和拒动概率三个指标对智能变电站直采直跳模式下线路、母线和变压器保护系统进行评估，对比分析了三者的可靠性并给出了提高可靠性的措施。研究结果对智能变电站继电保护系统的设计和改进具有指导意义。
关键词：智能变电站；继电保护；直采直跳；可靠性
前言
传统变电站运行中面临的诸多问题，对变电站提出了更加稳定智能的要求，因此智能变电站的概念被提出，机电安装工程管理中的组织管理体系会严重影响到机电安装工程的进行。机电安装工程管理中的组织管理体系不规范不仅会导致工作人员缺乏执行力，也会导致管理人员工作效率降低。组织管理体系不规范会导致一些资质较差的企业以及一些没有营业资格的企业进入机电安装市场，从而导致机电安装市场出现市场秩序混乱的问题。除此之外，组织管理体系不够健全合理也会影响到资金周转的速度。资金周转是企业正常运行的重要保障，煤矿的生产环境较为恶劣，煤矿的机电设备在此条件中长时间不间断工作，零件损坏严重，相关技术人员如不能及时发现设备中的问题，则不能保证机电设备的正常工作，长时间的高负荷工作将导致事故的频发。为此，主要对目前煤矿企业中设备检修的问题进行分析，然后提出采用超声波无损的检测手段对煤炭生产机械设备进行检测并对其优劣进行讨论。资金周转缓慢会导致施工企业不能有效控制成本。现如今，我国机电安装工程管理存在组织管理体系不规范的问题。首先是施工环节存在管理不规范的问题。机电安装工程一共分为三个环节，分别是合同签订环节、具体施工环节和工程验收环节。近年来我国也加快了智能变电站建设和改造的步伐。智能变电站采用先进的采集与控制设备，通过光缆网络传递数字信息，完成自动控制、智能动作等功能。由于二次设备与采集信号的差异，继电保护系统与传统变电站也存在很大不同，所以评价智能变电站继电保护系统的可靠性尤为重要。
１ 智能变电站继电保护系统
智能变电站功能上分为站控层、间隔层、过程层。过程层包含合并单元、智能终端等设备，是一次设备的数字化接口；间隔层包括测控、保护、计量等装置，采集本间隔一次设备的信号，操作控制一次设备，并将相关信息上送给站控层设备；站控层是利用全站信息对全站一二次设备进行监视、控制以及与远方控制中心通信。国内已投运的智能变电站继电保护大都采用“直采直跳”模式。图１、图２、图３分别给出了智能变电站直采直跳线路、母线、变压器的继电保护系统构成图。其中智能终端和断路器之间通过控制电缆连接，其他均采用光缆完成信号的采集与传输。
2智能变电站继电保护可靠性评估
2.1评估参数
评估的基本思路是分析 一系列可能发生故障的元器件，构成系统的可靠性指标。根据变电站运行维护规定的要求，也没有对项目设计的结果进行审核或者提出一些修改意见。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计阶段的质量管理不严谨容易导致过分设计或者设计不足等问题出现，从而导致项目无法完成既定的设计要求，严重影响机电安装项目的进行。施工前的质量管理不严谨是指工作人员不仅没有明确该项目的目标和计划，同时也没有明确自身的职责。煤矿生产中的许多机械设备制作精密、操作技术要求高，设备的检测和维修较为困难。由于机械设备在较为恶劣的工作环境中长时间不间断地高负荷运转，设备故障频出。与此同时，煤矿企业缺乏先进的机电检测设备技术，相关人员没有进行系统的检测培训，工作中往往会因为设备的陈旧和方法的不当，导致检测不准确造成设备的损毁。对于可修复元件， 其 故 障 率 和 修复率都是确定的，具体数值厂家或者由统计信息可以得到。本文考虑评估的智能变电站元件包括合并单元、智能终端、智能保护设备、交换机、传统设备、操作箱、电缆、光纤、同步时钟源。
2.2评估指标
本文选用有效概率和无效概率作为评估保护系统可靠性的指标。元件的有效概率和无效概率计算公式如下：Ｐｔ＝μλ＋μ（１）Ｐｘλ＝λλ＋μ（２）式中，Ｐｔ是 元 件 的 有 效 概 率；Ｐｘλ是 元 件 的 无 效 概率；μ是修复率，本文取３６５次／年；λ故障率。系统的有效是指系统能够稳定可靠的动作。在继电保护系统中，系统的无效又包含误动和拒动两种。根据长期统计数值，本文认为两者各占无效概率的一半，而且元件之间互不干扰，具有相互独立性。因此，记元件 １ 和元件２的正确动作概率分别为 Ｐ１和 Ｐ２。 误 动 概 率 是 Ｐｗ１和Ｐｗ２，拒动概率为Ｐｊ１和 Ｐｊ２。则１和２构成系统的有效概率、误动概率和拒动概率如下。也是机电安装管理过程中任务最繁重的工作。施工企业首先应该对设计阶段、施工前以及施工过程中等三个环节进行严格监控，从而促进机电安装工程的质量能够提高。其次，施工企业应该加强对质量影响因素的监控。质量影响因素的监控包括施工方法监控、设备材料监控、施工环境监控以及工作人员监控。施工企业加强对质量影响因素的监控有利于确保机电安装工程的质量达到合格标准。最后，施工企业应该进行质量预控。施工企业可以在施工之前找出施工过程中容易出现的质量问题，提前制定出问题的解决策略，从而预防质量问题的出现。对计算结果进行对比，发现智能变电站继电保护系统的可靠性稍微有所下降，这是由于智能变电站虽然用光缆代替了大量的二次电缆，但是也增加了智能终端和合并单元等新型智能设备。信息传递的可靠性高了，但是设备的不确定因素增多。直采直跳模式下，线路保护的可靠性最高，其次是变压器保护，母线保护的可靠性排在最后。这是因为母线连接设备众多，采集数据和控制对象如合并单元、智能终端等数量都是最多的，结构也最为复杂。在日常运行和维护工作中，变电站最重要的设备就是母线，当母线发生故障时而保护又不能可靠动作，其造成的危害是相当大的。所以为了提高母线保护的可靠性，可考虑采取增加光纤备用芯、严格施工规范确保光纤连接可靠等措施。对于重要的变压器和线路可以通过选用质量好、可靠性高的智能设备来提高继电保护系统可靠性。
3结语
本文对智能变电站进行介绍，给出了智能变电站直采直跳模式下线路、母线、变压器的继电保护系统构成图。对于智能变电站大量采用新型设备和光缆传输的情况，选用有效概率和无效概率指标对智能变电站继电保护系统可靠性进行评估，并对无效概率进行了细分，分为误动概率和拒动概率。结合算例对智能变电站线路、母线和变压器保护系统进行计算分析，得出：线路保护的可靠性要高于母线和变压器保护，母线保护由于元件众多，结构复杂导致其可靠性最低，这为研究如何提高母线保护可靠性提供了较好的依据；提高母线保护的可靠性，可考虑采取增加光纤备用芯、严格施工规范确保光纤连接可靠等措施；重要的变压器和线路可以通过选用质量好、可靠性高的智能设备来提高继电保护系统可靠性。
参考文献
［1］李孟超，王允平，李献伟，等．智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制，2010，38（18）：59－62．
［2］刘强．智能电网继电保护技术探讨[J].电力工程技术，2010，29（2）：82－84．
［3］王同文，谢民，孙月琴，等．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（6）：58－66．
［4］王强，贺洲强．智能变电站运行维护管理探讨[J].电力安全技术，2012，14（5）：1－5．
［5］梁晓兵，周捷，杨永标，等．基于ＩＥＣ ６１８５０的新型合并单元的研制[J].电力系统自动化，2007，31（7）：85－89．
论文作者:陈朵朵,夏华东
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/2
标签：变电站论文; 智能论文; 可靠性论文; 概率论文; 母线论文; 设备论文; 机电论文; 《防护工程》2019年第6期论文;