紀(jì)雙全

摘要：闡述智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)，確保智能變電站的安全，提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定，相關(guān)管理措施和技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);系統(tǒng)可靠性

智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的關(guān)系，由于智能變電站的復(fù)雜性，使得對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性有了更高的要求。

為此，必須合理利用相關(guān)技術(shù)和做好管理工作，提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，提升智能變電站的穩(wěn)定性。

1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成

智能變電站中具有三層結(jié)構(gòu)，表1展示了智能變電站的構(gòu)成。

1.1 電子式互感器

互感器是智能變電站的關(guān)鍵組成部分，傳統(tǒng)變電站都以電磁式互感器為主，經(jīng)過技術(shù)的發(fā)展，變成了目前的電子式互感器。電子式互感器在結(jié)構(gòu)上相對(duì)傳統(tǒng)的電磁互感器具有絕緣簡(jiǎn)單、暫態(tài)特性優(yōu)越、無磁飽和與鐵磁諧振等優(yōu)勢(shì)，可以更精準(zhǔn)地對(duì)一次電氣量信息進(jìn)行精準(zhǔn)地傳變，為控保裝置正確動(dòng)作提供更精準(zhǔn)的信息，保障智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。從結(jié)構(gòu)上分析，電子式互感器一般都裝有配套的光纜，在解決傳統(tǒng)互感器二次負(fù)載等問題的同時(shí)，也節(jié)約了電纜的成本。

智能變電站在運(yùn)行時(shí)所收集到的電網(wǎng)信息都會(huì)被發(fā)送到相應(yīng)的合并單元，一般情況下，合并單元接收到的信息來自電子式互感器等，信息將會(huì)被合并單元重新整合，以及通過計(jì)算除去合并單元中的錯(cuò)誤信息和數(shù)據(jù)，修正信息中的錯(cuò)誤格式，然后再將信息傳遞給保護(hù)裝置。所以合并單元能對(duì)信息進(jìn)行初步處理，讓保護(hù)裝置可以利用準(zhǔn)確的信息，也能處理各種裝置之間的接線問題，保證智能變電站的穩(wěn)定性，還能減低變電站的運(yùn)行成本。

1.2 智能終端

智能終端的特征主要體現(xiàn)在信息數(shù)字化、控制智能化、狀態(tài)可視化三個(gè)方面。信息數(shù)字化是針對(duì)其通信功能而言，即一次設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)、控制命令均應(yīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過光纖與保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備交互信息?？刂浦悄芑求w現(xiàn)設(shè)備智能化水平的一個(gè)重要指標(biāo)，主要是接受和處理保護(hù)、測(cè)控裝置下發(fā)的GOOSE命令，對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行分合操作等，通過智能終端實(shí)現(xiàn)一個(gè)間隔內(nèi)相關(guān)一次設(shè)備的就地?cái)?shù)字化。狀態(tài)可視化是區(qū)別于常規(guī)高壓設(shè)備的又一主要特征，可以對(duì)一次設(shè)備的溫度、壓力、密度、絕緣、機(jī)械特性以及工作狀態(tài)等各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集。智能終端的存在解決了過去電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可能出現(xiàn)檢測(cè)不及時(shí)、精準(zhǔn)度不夠等問題，以及匯總智能變電站的關(guān)鍵運(yùn)行信息，幫助技術(shù)人員了解智能變電站的運(yùn)行情況，利用這些重要信息可以給電力系統(tǒng)故障提供支撐，最終制定針對(duì)性的方案、解決電力故障問題。

1.3 合并單元

智能變電站在運(yùn)行時(shí)所收集到的電網(wǎng)信息都會(huì)被發(fā)送到相應(yīng)的合并單元，一般情況下，合并單元接收到的信息來自電子式互感器等，信息將會(huì)被合并單元重新整合，以及通過計(jì)算除去合并單元中的錯(cuò)誤信息和數(shù)據(jù)，修正信息中的錯(cuò)誤格式，然后再將信息傳遞給保護(hù)裝置。所以合并單元能對(duì)信息進(jìn)行初步處理，讓保護(hù)裝置可以利用準(zhǔn)確的信息，也能處理各種裝置之間的接線問題，保證智能變電站的穩(wěn)定性，還能減低變電站的運(yùn)行成本。

1.4 交換機(jī)

交換機(jī)能夠傳輸各種不同類型的數(shù)據(jù)和信息，可以提升智能變電站的信息傳遞效率，使智能變電站可以發(fā)送和接收更多不同類型的信息。隨著目前技術(shù)的發(fā)展，交換機(jī)的功能日趨完善，從傳統(tǒng)的單純完成信息傳遞工作，開始向構(gòu)建以太網(wǎng)的方向過渡，因此信息傳遞能力更強(qiáng)，而且也具備較高的穩(wěn)定性。隨著智能電網(wǎng)信息量逐漸升高，所以交換機(jī)在智能變電站中正發(fā)揮越來越大的作用，對(duì)提升電網(wǎng)的控制效率，保證電網(wǎng)穩(wěn)定發(fā)揮著十分重要的作用。

2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性提升策略

2.1 優(yōu)化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在智能變電站中，通過對(duì)過程層交換機(jī)進(jìn)行靜態(tài)組播、VLAN等技術(shù)進(jìn)行流量控制，可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，減少交換機(jī)負(fù)載及網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，確保信息交換的時(shí)效性和有效性。以母差保護(hù)為例，母差保護(hù)和各間隔智能終端設(shè)備的信息交換量較大，對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的母線制定保護(hù)方案時(shí)，必須有效使用母差保護(hù)裝置收集智能終端的數(shù)據(jù)信息，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)目標(biāo)構(gòu)建良好基礎(chǔ)。但是實(shí)際工作中，技術(shù)并不能完美解決保護(hù)需求，使用該技術(shù)會(huì)導(dǎo)致母差保護(hù)裝置的實(shí)際容量降低，影響智能網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。為此，應(yīng)合理使用VLAN或靜態(tài)組播技術(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生的可能，確保保護(hù)信息交換的時(shí)效性和有效性，提升保護(hù)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 完善自動(dòng)報(bào)警功能

變電站運(yùn)行過程中，如果系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，智能變電站的繼電保護(hù)裝置就能做出反應(yīng)，通過識(shí)別智能變電站中相關(guān)電力數(shù)據(jù)和整理信息以及保存之后，再識(shí)別故障發(fā)生位置;系統(tǒng)的分析模塊會(huì)利用系統(tǒng)故障前后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，完成對(duì)故障的初步診斷工作，之后智能變電站內(nèi)部的繼電保護(hù)會(huì)跳閘以保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。報(bào)警裝置的運(yùn)行速度和自動(dòng)化水平有關(guān)，智能變電站建設(shè)中應(yīng)該完善自動(dòng)報(bào)警功能，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。必須加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)診斷和自動(dòng)識(shí)別功能上的研發(fā)，提升對(duì)智能變電站故障問題的發(fā)現(xiàn)速度和診斷的準(zhǔn)確性，保護(hù)智能變電站的同時(shí)也保護(hù)電力系統(tǒng)，避免電力系統(tǒng)受到故障問題的干擾，充分保證智能變電站運(yùn)行的穩(wěn)定。

2.3 優(yōu)化和完善保護(hù)配置方案

設(shè)計(jì)智能變電初期，應(yīng)充分收集和分析系統(tǒng)資料，對(duì)全站繼電保護(hù)配置進(jìn)行系統(tǒng)性論證。一般情況下，應(yīng)對(duì)110k V（重要設(shè)備）及以上電壓等級(jí)設(shè)備配置雙套主保護(hù)，以提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。以線路為例，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的完善，在高電壓等級(jí)電網(wǎng)線路上配備雙套縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)越來越普遍?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)只有保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)才動(dòng)作，不存才與下一級(jí)線路配合的情況，可快速切除全線任何一點(diǎn)故障，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)配置方案，可提升變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 優(yōu)化運(yùn)維體系

智能變電站運(yùn)維工作中，運(yùn)維人員所使用的軟件、硬件都應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的操作，而且要重視對(duì)智能終端柜操作過程中的關(guān)鍵點(diǎn)，減少設(shè)備因運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不利影響。對(duì)系統(tǒng)的維修和養(yǎng)護(hù)工作也要結(jié)合具體的工作內(nèi)容確定處理方法，電力系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)結(jié)合自身變電站在智能技術(shù)選擇、應(yīng)用方面的特點(diǎn)建立規(guī)范的操作手冊(cè)，加強(qiáng)日常工作中對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)測(cè)等工作，利用核心技術(shù)提升系統(tǒng)的監(jiān)管水平。并且，智能變電站技術(shù)是在不斷發(fā)展的，因此在變電站技術(shù)水平不斷提升的同時(shí)，也要不斷更新運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，確保運(yùn)維工作的質(zhì)量。

2.5 過流電限定保護(hù)

智能變電站運(yùn)行中會(huì)受到外界因素的干擾而出現(xiàn)電流過載的問題，容易引發(fā)線路或變電站相關(guān)一次設(shè)備出現(xiàn)過電流，也即電流過負(fù)荷，從而導(dǎo)致故障發(fā)生時(shí)繼電保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性等一系列問題。因此，可以在根據(jù)智能變電站中設(shè)計(jì)電壓限定延時(shí)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)間隔終端電流的準(zhǔn)確測(cè)量，一旦發(fā)現(xiàn)負(fù)荷問題，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的過流電限定保護(hù)。

3 結(jié)語

隨著電力技術(shù)水平的提升，大量的智能變電站投入到了電網(wǎng)當(dāng)中，增加了電網(wǎng)管理的復(fù)雜性，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)有了更高要求。所以，必須加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的研究工作，加強(qiáng)在技術(shù)層面的創(chuàng)新，采取科學(xué)的管理制度，發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用。

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