智能变电站继电保护系统可靠性分析

摘要：智能变电站继电保护的安全可靠运行对智能变电站的安全稳定运行具有重要意义，其可靠性研究也逐步引起学者和工程技术人员的兴趣。文章围绕智能变电站继电保护系统，首先对其组成进行了介绍，然后对智能变电站继电保护系统的可靠性进行了一定的分析。

关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性；电力系统；智能电网 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2017）10-0206-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.104

1 概述

随着我国经济发展水平的不断提升，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与整个智能电网的安全稳定运行息息相关。鉴于此，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。

变电站的整体安全性因为智能变电站继电保护系统的出现而得到了提高，智能变电站的出现使我国电力行业的发展得到了推动，同时能够使电力系统的安全稳定的运行得到保障。由于社会的不断发展，科学技术的不断创新，电力行业未来的发展一定会越来越好。继电保护系统的可靠性也会随着一些新设备和新技术的应用而得到再一次的升级，所以我们要加强对电力事业的研究和探索，进行深入的相关研究，智能化、数字化将是我国电力行业未来的发展方向，也是电力行业可持续发展的保障。

2 智能变电站继电保护系统的主要构成部分

2.1 电子式互感器

在智能变电站继电保护系统中，一个非常重要的构成就是电子式互感器，通常来说，以前的互感器主要是电磁结构，随着社会的发展，在电力量测系统中数字化的不断应用，传统的电磁式互感器已经越来越不能够适应其发展的需要，所以电子式互感器逐渐得以较为广泛的应用，其与传统的互感器相比较而言，电子式互感器能够在很大程度上使检测故障的准确性得以保证，从其性能上来说能够使保护装置的正确动作率得以提升，对于电力系统运行的安全性及稳定性而言有着十分重要的作用。同时，传统电缆能够被电子式互感器通过对光缆进行利用来对其进行替代，从经济效果上来说，能够使绝缘结构变得简单。另外，从设备的发展上来讲，电子式互感器能够对数字量的输出进行提供，这对于二次设备系统的集成以及变电站智能化的实现有着十分重要的现实意义。

2.2 合并单元

电子式互感器在经过一系列工作之后，会将系统采样信息传送到合并单元，由合并单位科学地将这些信息进行组合，将其转化为特定的数据格式之后，传至保护装置。在智能变电站中，随着时代的不断进步，合并单元已经逐渐发展成为一个任何系统无法替代的重要环节，其不仅能够使互感器与保护装置之间存在复杂接线的问题得以有效避免，而且对于资金的节约有着十分重要的作用，对于二次设备之间数据的有效共享有着一定的保障作用。

2.3 交换机

在智能变电站继电保护系统中，交换机是其核心构成，以交换机为核心设备的以太网能够替代传统的保护系统。从某种意义上来说，在智能变电站中，其大脑就是继电保护装置，起着中枢神经作用的就是交换机。在传输数据信息的过程中，变电站继电保护系统中的交换机能够将通信通道作智能变电站继电保护系统可靠性分析

邝湘吉

（国网湖南省电力公司郴州供电分公司，湖南 郴州 423000）

摘要：智能变电站继电保护的安全可靠运行对智能变电站的安全稳定运行具有重要意义，其可靠性研究也逐步引起学者和工程技术人员的兴趣。文章围绕智能变电站继电保护系统，首先对其组成进行了介绍，然后对智能变电站继电保护系统的可靠性进行了一定的分析。

关键詞：智能变电站；继电保护系统；可靠性；电力系统；智能电网 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2017）10-0206-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.104为基础，以此来交换数据帧，达到数据传输的目的。

2.4 智能终端

从一定程度上来讲，智能终端的引入对于电力系统故障的检修而言有着十分重要的作用。在电力系统中引入智能终端，能够有效地检测出系统断路器内部的电、磁、温度、机械等的状态。以智能终端为基础的故障检测能够大大提高电力系统预防故障的能力，对于电力系统智能化的实现意义重大。通常来说，智能终端除了能够对保护装置传来的跳合闸命令进行接收，而且还能够在站控层中传入断路器的实时信息。

3 智能变电站继电保护系统可靠性分析

3.1 变压器配置保护

在电力系统配电过程中，变电站电压的额度是限定的，只有将电压保持在电压范围内，电力系统才能正常运转，如果配电过程中变电站的电压出现不足或者过载的情况，将会在很大程度上影响到系统的稳定运行。另外，对于电压而言，需要科学有效地限定其额度，而变压器的功能就是调节电压。所以，对整个变电站继电保护系统而言，变压器系统必须要重点保护。如果说变压器系统不能正常工作，整个继电保护系统也就发挥不了它应该有的功效及作用。因此，变压器系统的安全性如果得到保障，那整个继电保护系统的可靠性也就得到了保证。如果要增强继电保护系统的可靠性，在变电站配电的过程中，配置变压器的时候，可以采取分布式的方法进行，如此一来能够使变压器系统的压力得以一定程度上的分散，避免在电力调节的过程中由于变压器承受压力过大而出现一些问题，比如电压不足、过载等情况。而在继电保护系统的后期配置过程中，需要与集中式配置方法相结合来降低系统的复杂性，使变压器的继电保护功能得以实现，从而使变电站继电保护系统的可靠性得以提升。

3.2 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，该問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。同时在智能变电站中，一旦出现负荷电流过载问题的时候，系统能够自发地报警，智能终端会与过载负荷电流的实际情况相结合来对保护命令进行下达，从而使过载负荷电流对电力系统的影响得以有效地解决，提升继电保护系统的可靠性。

3.3 继电保护系统的线路保护

线路的保护对于继电保护系统的可靠性而言十分重要。传统变电站继电保护系统中，虽然在线路保护方面效果比较明显，但是安全隐患仍然存在。而智能变电站继电保护系统中，通过采取纵联差动的保护方式能够在很大程度上使继电保护系统的可靠性得以保证。并且无论是采用后备式还是集中式，如果配置合理，均能够使继电保护系统的功能得以发挥。在继电保护系统中，线路本身能够对通道进行连接，在智能变电站继电保护系统中，在保护线路的同时也能够检测整个电力系统的运行情况，所以对线路的保护能够在很大程度上提高继电保护系统可靠性。而通过采取纵联差动的保护方式也是对继电保护系统可靠性进行提高的一个重要举措。

4 提高智能变电站继电保护系统可靠性的方法

提高智能变电站继电保护系统可靠性的方法有以下三点：

4.1 实现变压器保护装置的完善配置

基于电力系统下规定了相应的电压额度，要想实现供配电的正常运行，则需确保电压额度限制要求。而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。

4.2 优化与完善相应的继电保护系统

在实际践行的过程中，需要基于当前电力系统的实际状况下，针对系统的冗余进行优化设计，以容错指标的设置来最大程度避免系统出现错动以及拒动的问题，且确保这一设计不会给系统的运行带来影响，以此来促使系统实现安全可靠且稳定运行。同时还可将备电切换以及多数表方法运用于这一系统优化设计中，以此来优化并统一系统指标，为提升系统运行的可靠性提供保障。需要注意的是，在进行冗余设计的过程中，需要实现资金的合理投入，以此确保实现经济效益的最大化。

4.3 线路保护配置与二次巡检工作的落实

一方面，在线路保护配置上，则需要针对线路来实现保护装置的设置，以集中式与后备式两种方式来实现对线路的保护，通过对电压间隔单元的保护以及对通信的监视，及时发现问题并进行解决，以完善配电线路保护控制方案的提供来确保实现智能电网的安全可靠运行；另一方面，要实现二次巡检工作的完善落实，通过相应巡检小组的完善建设，在明确其职责的同时，确保其具备较高的专业能力与职业素养，能够以二次巡检工作的完善落实，实现对智能电网配电站继电保护系统的全面巡检，以实际发现问题并进行解决，以确保系统实现安全可靠运行。

5 结语

上文简要分析了智能变电站继电保护系统的主要构成，然后简要分析了智能变电站继电保护系统的可靠性，旨在能够在智能变电站的发展上做出一定贡献，使智能变电站继电保护系统的可靠性得以提高，进而推动智能电网建设工作更好地发展。

参考文献

[1] 黄明辉，邵向潮，张弛，王海柱，李一泉，蔡泽祥.基于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真[J].电力自动化设备，2013，（5）.

[2] 王超，王慧芳，张弛，刘玮，李一泉，何奔腾.数字化变电站继电保护系统的可靠性建模研究[J].电力系统保护与控制，2013，（3）.

[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，（6）.

作者简介：邝湘吉（1980-），女，国网湖南省电力公司郴州供电分公司工程师，研究方向：继电保护。

（责任编辑：小 燕）