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摘要：网络组模式所组成的智能化变电站有着多样化的特点。网络通信直接参与系统功能并对整个系统的可靠性有着较大的影响。较为可靠的继电保护系统对变电站设备状态的变化具有高度的敏感性，能够对各个元件实施有效保护。在下文当中，笔者将对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析，帮助人们提升继电保护系统的稳定性，保持智能变电站的平稳运行。
关键词：智能变电站；继电保护；系统可靠性；分析
1智能化变电站
1.1概述。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。
1.2继电保护基本框架。智能化变电站的基本框架主要是三层两网、运行机制、组织形态以及网络同步对时系统。智能变电站实现了电力系统的数字化、智能化、信息化。通信以及信息数据的采集可以同时进行，保证了电力系统的安全正常运行。继电保护基本框架的设定可以为电力的运行提供准确地数据以及信息，利于电力的正常运行。运行机制、组织形态以及网络同步对时系统可以提高企业的工作效率，这些工作的同时进行对计算机的要求越来越高，电力企业对不论在计算机或者是信息化方面也有很先进的设备。
1.3智能化变电站的优势。智能变电站主要有三个方面的好处：一方面是数据采集实现数字化，智能化变电站在采集数据时可以将数字信息转化成为数据信号，与传统的变电站具有很大的不同。不仅可以为用电系统提供准确地数字还可以将数字应用于其他的用电系统当中，数据的真实性高，也可以应用于一些特殊的领域。第二个好处是系统分层实现分布化，分布系统中的装置可以独立对数据进行处理，更加能够确保数据的真实性，分布式处理使工作更加的清晰明了，每个人有每个人的工作，即可以对员工实现更加有效地考核，工作也能够高效的进行。第三个好处是变电站信息实现网络化、交互化。
2智能变电站继电保护系统结构
相较于传统变电站来说，信息数字化以及通信网络化是智能变电站最突出的特点，智能变电站继电保护系统构成和传统变电站有很大区别，传统的变电站基本上是按照点对点的对接方法来连接继电保护系统的断路器、互感器以及其他保护单元，而智能变电站在这些保护单元的基础上又增加了多个元件，合并单元会把将互感器的数据进行采集汇总，然后将数据信息合并，通过格式化的处理将最终的数据帧传给交换机，断路器作为一次设备主要是体现智能变电站的智能性，它会通过闭锁信息以及跳合闸信息接收来对断路器进行操控，并且在此过程中还会收集其开关部位的信息，然后将信息帧传给保护单元。智能变电站中交换机和相关网络的作用实际上就是在传统二次电缆的基础上做了进一步的调整完善，交换机是二次设备以及合并单元的信息交换传递媒介，通过交换机来实现信息在不同设备中的传输共享。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时为了能够满足继电保护装置对于对应设备事件发生时间序列上的精准性要求，必须要求所有设备具备统一对时功能，所以需要在对应设备中配备同步时钟源。另外继电保护系统中还必须有通信介质以及对应接口，接口可以看做是通信介质的重要构成。综合来讲，一个完整的智能变电站继电保护系统一共包括八个模块，分别是断路器、交换机、保护单元、合并单元、互感器、传输介质、同步时钟源、智能终端。
3智能变电站的机电保护系统分类
3.1电子式互感器
电子互感器区别于传统电磁结构的继电保护系统，以电子传感头形式存在，它的应用改变了传统继电保护系统过于分散的缺陷，使得系统的电路更加的集成化，这同时也满足的智能变电站对继电保护系统的自动化、数字化与智能化要求。现代常见的电子式互感器为有源型电子式互感器和无源型电子式互感器两个种类。前者体型娇小，较为轻便，应用比较广泛。它的应用不仅提升了继电保护系统自身的稳定性，同时也为智能变电站继电保护系统的智能化发展提供了技术基础。
3.2合并单元
合并单元主要用于信息处理，它是继电保护系统中一个十分重要的部分，继电保护系统能否给予智能变电站良好的保护就要看并单元的信息数据处理是否准确、完整。合并单元将智能变电站的系统数据进行合并处理之后传输至继电保护系统，由继电保护系统对变电站设备、元件的运行情况进行全面性、系统性的分析，它的出现让接线工作更加的简单，同时有效实现了变电站与机电系统的信息通信。
3.3交换机
交换机取代了传统的电缆传输方式，通过网络将信息快速高效的传输到继电保护系统中，作为智能变电站继电保护系统的中枢部分，交换机的出现加快了数据的交换速度，优化了信息传输方式，让信息交换管理变得更加的简单、便捷。
4提高智能变电站继电保护系统可靠性措施
4.1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。
4.2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。
4.3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。
4.4环形结构母线保护可靠性
经过最小路节点历法计算和分析可知，母线保护装置中采用可靠性较高的母线结构的可靠性要远高于传统母线保护，各项指标也有了明显的提升。加之，环型结构对原件伤害较小，使得环型结构的融入提高了继电保护的安全性。
结束语
总的来说，相较于传统长队的继电保护，智能变电站对于系统可靠性的要求更高，所有要通过对不同系统状况的分析，科学合理的制定有针对性的系统可靠性保护和配置方案，重视薄弱环节和容易出现问题的位置，同时还要对重点位置进行系统保护，以此来提升继电保护系统可靠性。
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论文作者:唐荣伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/16
标签：变电站论文; 系统论文; 继电保护论文; 智能论文; 可靠性论文; 信息论文; 互感器论文; 《防护工程》2017年第24期论文;