舒玉琴

摘要：近年來(lái)，隨著電力行業(yè)的發(fā)展，大量智能化電力設(shè)備在我國(guó)電力工程中獲得了應(yīng)用。繼電保護(hù)屬于先進(jìn)的反事故自動(dòng)裝置，能夠有效確保供電質(zhì)量、防止電力事故擴(kuò)大。正是由于繼電保護(hù)承擔(dān)了電網(wǎng)運(yùn)行工作中的第一道防線責(zé)任，因此繼電保護(hù)的可靠性尤為重要，這也是智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)先進(jìn)性、規(guī)范性的重要標(biāo)準(zhǔn)。文章通過(guò)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)的組成部分、可靠性實(shí)施探討，對(duì)智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，同時(shí)對(duì)加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的有效方法進(jìn)行了研究，以供后續(xù)參考。

關(guān)鍵詞：智能繼電;繼電保護(hù);系統(tǒng)穩(wěn)定

引言

在電力發(fā)展過(guò)程中，為了有效適應(yīng)社會(huì)發(fā)展每個(gè)階段對(duì)于電力的不同需求，電力系統(tǒng)需要通過(guò)不斷引入新的技術(shù)來(lái)對(duì)自身進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，例如當(dāng)前被廣泛推廣建設(shè)的智能變電站。但是智能化對(duì)于繼電保護(hù)仍然具有比較高的要求，因?yàn)槔^電保護(hù)系統(tǒng)作為智能變電站整體架構(gòu)中重要的組成部分，其可靠性的高低將在很大程度上決定智能變電站運(yùn)行的穩(wěn)定以及安全?；诶^電保護(hù)系統(tǒng)在智能運(yùn)行過(guò)程中的重要性，本文對(duì)智能繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹說(shuō)明。

1智能繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要意義

電器元件在單位時(shí)間內(nèi)、特定的環(huán)境下完成規(guī)定功率，并且不發(fā)生任何故障，這就能夠代表這個(gè)元件的可靠性。電網(wǎng)的智能化建設(shè)過(guò)程中繼電保護(hù)是最為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，繼電保護(hù)系統(tǒng)的智能化程度以及運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響。變電站的智能化實(shí)現(xiàn)一般通過(guò)兩個(gè)途徑，信息化及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其中有很多的電子元件及智能設(shè)備，并且所有的元件及設(shè)備都必須安全、穩(wěn)定、可靠。變電站運(yùn)行的客觀條件、數(shù)據(jù)及環(huán)境因素發(fā)生一定的變化都會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)在故障發(fā)生的第一時(shí)間發(fā)揮其隔離的作用，讓整個(gè)系統(tǒng)規(guī)避電壓、電流帶來(lái)的危害，提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。所以，繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，必須著力于提升其可靠性。

2智能繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，需要對(duì)系統(tǒng)裝置的可靠性以及與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行掌握，以保障在智能變電站運(yùn)行中繼電保護(hù)裝置可以被有效控制，進(jìn)而發(fā)揮性能。一般而言，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)是在110kV供電跳閘的前提上展開(kāi)，其可以通過(guò)不同形式，完成對(duì)智能變電站供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。智能變電站繼電保護(hù)的控制方法為：（1）直采直跳式，通過(guò)光纖將繼電保護(hù)裝置直聯(lián)一次智能設(shè)備，達(dá)到直接操控對(duì)應(yīng)電網(wǎng)接線的效果，從而避開(kāi)外部干擾快速有效切除故障。（2）網(wǎng)采直跳式，通過(guò)組網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)裝置中的各開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判別并直接作用于組網(wǎng)開(kāi)關(guān)，做到繼電保護(hù)能力的整體提升。（3）直采網(wǎng)跳式，應(yīng)對(duì)智能變電站運(yùn)行受組網(wǎng)控制的情況，不直接作用于組網(wǎng)開(kāi)關(guān)，按照智能變電站的運(yùn)行需求進(jìn)行有序的配合繼電。

2.2智能組件

智能組件包含合并單元和智能終端。經(jīng)過(guò)一系列信息化處理，電子式互感器會(huì)把收集的模擬量傳輸給合并單元，各種開(kāi)關(guān)量及設(shè)備控制量會(huì)被集中到智能終端，統(tǒng)一使用科學(xué)合理的排列方式后轉(zhuǎn)換成特定的數(shù)據(jù)格式，并將其傳送至保護(hù)裝置中。在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，智能組件是保護(hù)設(shè)備與一次設(shè)備間的橋梁，由于具有智能組件，可以有效規(guī)避一次設(shè)備與保護(hù)裝置之間復(fù)雜接線，降低構(gòu)建智能變電站的成本，確保數(shù)據(jù)可以在二次設(shè)備中實(shí)現(xiàn)共享。

一次設(shè)備智能化將模擬量信息、電量信息、設(shè)備控制轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，節(jié)省了一次設(shè)備投入的同時(shí)，既提高了信息的準(zhǔn)確性又為集成組網(wǎng)、設(shè)備共享提供了條件。智能化去掉了中間繼電器環(huán)節(jié)，極大地簡(jiǎn)化了二次接線，增加接線可靠性和提高保護(hù)反應(yīng)速度的同時(shí)，使得繼電保護(hù)向軟件化集成化發(fā)展，既減少了保護(hù)裝置數(shù)量又為繼電保護(hù)多樣性配合提供了更好的平臺(tái)。

2.3光纖交換機(jī)

智能變電站全面采用了光纖通信的方式，光纖通信極大提高了傳輸數(shù)據(jù)的速率、容量、距離和準(zhǔn)確性，抗干擾能力高，從而提升了保護(hù)裝置的反應(yīng)速度，使得繼電保護(hù)更加靈敏更加可靠。假設(shè)繼電保護(hù)裝置是大樹(shù)的根部，則交換機(jī)就是大樹(shù)的軀干，在智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，光纖交換機(jī)是極為重要的組成部分。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，我們可以通過(guò)光纖交換機(jī)對(duì)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行快速交換，以此來(lái)達(dá)到高速有效通信的目的。

3智能繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性分析

3.1改用雙A/D系統(tǒng)加入合并單元

合并單元是整個(gè)系統(tǒng)中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要的任務(wù)是采集相關(guān)信息。它的實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)造成的影響遠(yuǎn)大于別的元件。在相關(guān)的智能化進(jìn)程中，一個(gè)合并單元MU以及電子式互感器就能夠完成所有信息的收集過(guò)程，為了增強(qiáng)這些收集信息的可靠程度，所有的采樣合并單元都應(yīng)該加入兩個(gè)A/D系統(tǒng)，這樣單個(gè)合并單元就能夠產(chǎn)生兩個(gè)采樣值，讓合并單元擁有更為穩(wěn)定、準(zhǔn)確的采樣值，不會(huì)發(fā)生采樣信息的錯(cuò)誤，也就規(guī)避了因此產(chǎn)生的保護(hù)失敗問(wèn)題，很大程度上提升繼保系統(tǒng)的可靠程度。

3.2增強(qiáng)過(guò)程層繼電保護(hù)可靠性

繼電保護(hù)系統(tǒng)中相關(guān)的過(guò)程層繼電保護(hù)主要是指對(duì)系統(tǒng)變壓器設(shè)備以及母線進(jìn)行最大限度保護(hù)，從而有效確保電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在過(guò)程層繼電保護(hù)系統(tǒng)的支持下，可以保證電網(wǎng)對(duì)于可能出現(xiàn)的電力波動(dòng)做到快速響應(yīng)，在最短的時(shí)間內(nèi)將非正常波動(dòng)規(guī)律的電力波動(dòng)恢復(fù)到正常穩(wěn)定的可控范圍內(nèi)。由于在對(duì)系統(tǒng)變壓器設(shè)備和母線進(jìn)行保護(hù)時(shí)，需要保證相關(guān)硬件和對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)控制的相對(duì)獨(dú)立，在對(duì)過(guò)程層繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行有效增強(qiáng)的過(guò)程中，通常會(huì)采用多段線路保護(hù)方式。該方式下的增強(qiáng)過(guò)程，可以保證實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，由此便可以增強(qiáng)過(guò)程層繼電保護(hù)的可靠性。

3.3完善自動(dòng)報(bào)警功能

變電站運(yùn)行過(guò)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(guò)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)[4]。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(wèn)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(wèn)題的干擾，充分保證智能變電站運(yùn)行的穩(wěn)定。

3.4過(guò)流電壓限定保護(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(guò)載的問(wèn)題，容易引發(fā)線路或變電站相關(guān)一次設(shè)備出現(xiàn)過(guò)電流，也即電流過(guò)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(wèn)題。因此，可以在智能變電站中設(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(wèn)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(guò)流電壓限定保護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

隨著智能變電站技術(shù)的快速發(fā)展，不僅對(duì)可靠性的要求很高，而且對(duì)敏感性的要求也很高。通過(guò)現(xiàn)代化的技術(shù)不斷優(yōu)化，以智能變電站作為電網(wǎng)建設(shè)的核心，在組織過(guò)程中對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的管理，可以改善整體的穩(wěn)定性，提高智能變電站的總體技術(shù)水平。電力是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要支撐點(diǎn)，在社會(huì)發(fā)展中起著重要作用，電網(wǎng)已經(jīng)成為首要防御體系?，F(xiàn)如今的智能變電站發(fā)展極為迅速，智能化繼電保護(hù)技術(shù)包含了信息網(wǎng)絡(luò)和智能操作的新內(nèi)容，并在安全管理中達(dá)到了電網(wǎng)可靠性的新水平。與傳統(tǒng)的中間繼電器保護(hù)相比，智能化繼電保護(hù)系統(tǒng)具有更高的設(shè)備協(xié)作能力，設(shè)備信息交換更簡(jiǎn)單、更快捷，可以節(jié)省大量的人力和物質(zhì)資源，因此具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

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