李習斌 任瑞敏 張浩然 劉寶寶

摘? ?要：繼電保護系統(tǒng)對于智能變電站的安全運行至關重要，要保證智能變電站的正常運轉(zhuǎn)，就要提升繼電保護系統(tǒng)的可靠性。筆者認為，應當對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行充分了解，并在此基礎上加強變壓器保護、限定延時電壓、重視過程層繼電保護，同時應當優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)設備的運行維護模式，使智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性得到提升。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統(tǒng);可靠性

中圖分類號：TM63? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 智能變電站技術(shù)特點

智能變電站的電子互感技術(shù)較為先進，在對數(shù)據(jù)信息進行傳播時采用數(shù)字信號的形式，并采取智能控制斷路器設備，實現(xiàn)變電站的智能化、信息化、自動化。相對于傳統(tǒng)的變電站繼電保護裝置，智能變電站繼電保護系統(tǒng)更加先進、更加節(jié)能，而且更具可靠性。在繼電保護系統(tǒng)運行時，數(shù)據(jù)和信息的獲取更為便捷，數(shù)據(jù)量也大大增加[1]。這種有別于傳統(tǒng)繼電保護裝置的先進性使其操作和維護方式發(fā)生了革新，對電力工作人員的工作水平提出了新的要求。在對智能繼電保護裝置進行日常維護時，應當注意對系統(tǒng)中設備和線路的調(diào)試。電力工作人員要對系統(tǒng)中各種裝置和線路進行深入了解，準確把握它們的結(jié)構(gòu)特點、功能特點和運行原理，掌握不同設備的調(diào)試操作，保證智能變電站繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 智能變電站繼電保護系統(tǒng)構(gòu)成

隨著變電站智能化的發(fā)展，變電站智能保護裝置逐漸演由站控層、間隔層和過程層3種結(jié)構(gòu)組成。并且智能變電站繼電保護系統(tǒng)中的互感器由電磁式互感器發(fā)展為電子互感器，這種互感器在進行數(shù)據(jù)采集后可以按照規(guī)定的數(shù)據(jù)格式傳播信號給繼電保護系統(tǒng)。繼電保護系統(tǒng)中的控制終端通過設備生成的跳閘信號來實現(xiàn)對斷路器的控制，然后將斷路器的工作情況發(fā)送給繼電保護設備。

2.1 電子式變電站互感器

在原始的變電器中，互感裝置為電磁式，而在智能變電器中，互感裝置改為電子式。這得益于電氣測量裝置的數(shù)字化發(fā)展。電子互感器分為有源電子互感器和無源電子互感器2種，它能夠判斷是否應當使用傳感頭，并以此選擇電源種類。電子互感器與原始的電磁式互感器相比最大的優(yōu)勢是在使用中不會出現(xiàn)磁飽和的問題，讓互感器對于故障的敏感程度得到提升，使保護裝置在遇到故障時能夠及時進行響應。傳感器的信息傳輸也由原本的電纜改為光纜傳輸，提高了信息傳輸?shù)男?，并讓設備的絕緣保護工作更加容易。電子互感器設備也較為輕量，方便進行設置和維護。

2.2 智能變電站合并單元

智能變電站的合并單元能夠?qū)⒒ジ衅鱾鬏斶^來的數(shù)據(jù)信息進行處理和整合，為數(shù)據(jù)添加標簽，并轉(zhuǎn)化為保護裝置能夠接受的統(tǒng)一格式進行發(fā)送，實現(xiàn)對變電站保護裝置的控制。在互感裝置和電站保護裝置間添加合并單元，能夠降低互感裝置和保護裝置之間線路的復雜性，方便進行檢修和控制，并減少了設備的設置成本。

2.3 智能變電站交換機

隨著網(wǎng)絡信息技術(shù)的發(fā)展，變電站的信息傳輸可以通過交換機來實現(xiàn)。交換機能夠通過網(wǎng)絡流量控制數(shù)據(jù)幀的交互，使變電站形成局域網(wǎng)，方便進行信息交換。在交換機中使用生成樹協(xié)議，能夠讓交換機環(huán)路得以實現(xiàn)，簡化交換機的信息傳輸鏈路，使變電站的繼電保護裝置能夠安全有效運行[2]。

2.4 變電站智能控制終端

智能變電站通過電子互感器和網(wǎng)絡信息技術(shù)對斷路器的運行情況進行實時監(jiān)測，判斷斷路器的運行狀態(tài)。在這種監(jiān)測過程中，斷路器的溫度和動作信息都能夠被及時捕獲，為變壓器的檢修判斷提供信息，改變了傳統(tǒng)的設備檢修模式，提升了檢修工作的有效性。變電器智能終端能夠接收保護裝置的狀態(tài)信息，并且能夠通過遠程控制斷路器的開閉實現(xiàn)對變電站一次設備的控制。

3 智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性的意義

在進行變電站系統(tǒng)建設時，要注重繼電保護系統(tǒng)的設置。智能變電站的系統(tǒng)組成具有智能化和信息化的特點，對技術(shù)和設備的依賴性比較高。一旦設備出現(xiàn)運行故障，就會使環(huán)環(huán)相扣的變電站相關系統(tǒng)受到影響，使變電站出現(xiàn)大的運行問題，造成損失，甚至影響用電安全。因此，要著重進行繼電保護裝置的可靠性研究，及時發(fā)現(xiàn)電力設備中的故障，減少故障損失。繼電保護系統(tǒng)具的可靠性還能使變電站的運行更加穩(wěn)定，減少外界不確定因素對電力系統(tǒng)運行的影響，保證人們的用電安全，提高用電效率。

4 提高智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性策略

4.1 加強變壓器保護

加強對變壓器的保護是從整體提升繼電保護系統(tǒng)的可靠性。在設計智能變壓器時，應當應用好比率制動原理，這可以提升變壓器的運行安全。在進行變壓器系統(tǒng)設置時，可以采用當前較為先進的神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)能夠讓設備的感應和相應機制得到優(yōu)化，并實現(xiàn)設備的自查，提升的設備維護的效率。運用神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)能夠使繼電保護系統(tǒng)具有記憶功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)對保護裝置的自動監(jiān)測，實現(xiàn)智能化設備保護[3]。

4.2 限定延時電壓

智能變電站在運行時會受到外部環(huán)境的干擾，致使變電站出現(xiàn)斷路等運行故障。對變電站電壓進行限定延時控制能夠使變電站電路中的電流量得到監(jiān)測，若電流量達到系統(tǒng)負載的警戒線，繼電保護系統(tǒng)的保護機制就會自動觸發(fā)，使變電站系統(tǒng)的可靠性得到提升。智能變電站的繼電保護機制如圖1所示。

4.3 過程層繼電保護

變電站的過程層繼電保護主要目的是保護變電站系統(tǒng)的母線和變壓系統(tǒng)設備，使其能夠保持安全平穩(wěn)的運行，增強變電站運行的安全性和穩(wěn)定性。在對過程層設定保護值之后，保護值能夠保持穩(wěn)定，不會受網(wǎng)絡等因素的影響，保障繼電保護系統(tǒng)的可靠性。在進行系統(tǒng)設置的過程中，為了使系統(tǒng)的線路得到更加穩(wěn)妥的保護，要對設備的開關進行獨立設置，使系統(tǒng)的硬件與其開關處在相互獨立的狀態(tài)中。

4.4 優(yōu)化保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

優(yōu)化保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能夠讓保護系統(tǒng)的運行更加合理化，提升運行效率，保障保護系統(tǒng)的可靠性。保護系統(tǒng)中，過程層所用的網(wǎng)絡系統(tǒng)應當是獨立于其他裝置的，通過與系統(tǒng)分離開的網(wǎng)絡提升繼電保護系統(tǒng)的運行安全。在原始變電站繼電保護系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集通常會出現(xiàn)冗余，使數(shù)據(jù)采集時間發(fā)生延遲，降低系統(tǒng)運行的效率。而在智能變電站中，數(shù)據(jù)的信息源是統(tǒng)一的，保證了數(shù)據(jù)采集的時效性，減少數(shù)據(jù)采集中的冗余，使保護系統(tǒng)的可靠性得以提升。

4.5 優(yōu)化電網(wǎng)設備的運行維護模式

在對電網(wǎng)進行智能化控制時，需要提前進行監(jiān)管信息的設置。采集到的監(jiān)管信息會傳輸至合并單元進行統(tǒng)一分析，然后判定處理方法，發(fā)送處理信息。變電站設備需要進行監(jiān)控，并實時判斷變電站的工作狀態(tài)，進行相應的操作處理。在變電站出現(xiàn)故障時，應當進行及時處理，以免產(chǎn)生更大的故障，危害變電站的安全運行。

5 結(jié)語

隨著社會主義現(xiàn)代化進程的推進，電力系統(tǒng)也逐漸向智能化、信息化方向發(fā)展，智能變電站得到廣泛應用。提升智能變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性對變電站的安全運行有重要意義。

參考文獻

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