牛新朋

摘要：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。但是智能變電站對(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)在智能變電站運(yùn)行過(guò)程中的重要性，本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);可靠性分析

1智能變電站繼電保護(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)程中變電站是最為關(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)于變電站運(yùn)行的穩(wěn)定程度產(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，信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方式，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智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評(píng)估數(shù)據(jù)

繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評(píng)估的基礎(chǔ)條件是擁有準(zhǔn)確的線路元件故障信息記錄。供電系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)元件具有標(biāo)準(zhǔn)的保養(yǎng)檢修記錄，在良好的檢修和維護(hù)體系下，對(duì)于可修復(fù)元件，在其使用期限內(nèi)的故障率可視為常數(shù)。通常情況下，變電站的智能化設(shè)計(jì)是采用合并單元配合供電線路常規(guī)變壓器完成一次交流信息的傳輸和采集，利用智能控制系統(tǒng)配合線路中的常規(guī)斷路器完成供電線路的一次設(shè)備自動(dòng)化控制[7]。根據(jù)智能變電站設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)使用信息直接采集方式對(duì)線路進(jìn)行繼電保護(hù)時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)不需要依賴外部時(shí)間同步，數(shù)據(jù)采集的靈敏度及其可靠性評(píng)估則不會(huì)受到同步鐘源限制;若采用了網(wǎng)絡(luò)采集控制信息的智能控制方式，則會(huì)受到同步鐘源的限制，需要采用IEEE1588集中式時(shí)間同步方式。繼電保護(hù)系統(tǒng)中的元件修復(fù)率統(tǒng)一設(shè)定為m=365次/y。故障和修復(fù)的參數(shù)全部符合指數(shù)分布規(guī)律，所以可以使用馬爾科夫鏈模型進(jìn)行模擬。采用長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)概率作為此次繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析的指標(biāo)。

3提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的有效措施

全面建設(shè)數(shù)字化智能電網(wǎng)工程項(xiàng)目，使高壓供電系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全，供電服務(wù)質(zhì)量也更加高效，其中繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)是最為重要的部分，是決定電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。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。

3.1改良設(shè)備元件

基于智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中合并單元元件的特殊作用，通過(guò)改良合并單元元件利用方法，可以有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。通常而言，繼電保護(hù)系統(tǒng)中的合并單元會(huì)與電子互感器共同完成信息采樣工作，但為了增強(qiáng)合并單元的可靠性，就需要在繼電保護(hù)系統(tǒng)的每一個(gè)信息采樣環(huán)境再加入A/D系統(tǒng)，通過(guò)同步輸出多個(gè)采樣值的方法，增強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。此外，還可以通過(guò)提高系統(tǒng)當(dāng)中交換機(jī)元件的冗余度以及光纜線路元件可靠性的辦法，增強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。事實(shí)上，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性受到交換機(jī)穩(wěn)定性和光纜線路安全性的影響，只有通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)元件的日常保護(hù)，才能最大限度的提高智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性。

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)。而且由于在對(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)記錄的數(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強(qiáng)化線路保護(hù)配置

在智能變電站的運(yùn)行過(guò)程中，線路保護(hù)裝置發(fā)揮著巨大的作用，其既能合理地控制和保護(hù)供電系統(tǒng)中的各種電壓系統(tǒng)，又能在裝置的運(yùn)行中發(fā)揮監(jiān)控、測(cè)量、保護(hù)和調(diào)節(jié)的作用。智能化變電系統(tǒng)主要采用縱聯(lián)差動(dòng)方式對(duì)線路保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，其保護(hù)方式主要有后備式和集中式兩種。智能變電站設(shè)備在實(shí)際使用過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方式對(duì)變電站供電系統(tǒng)線路保護(hù)配置異常進(jìn)行處理，以保證相關(guān)設(shè)備能夠正常工作，從而有效地提高智能變電站運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性能。

3.4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)。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。

3.5電壓的限定延時(shí)

當(dāng)智能變電站在正常模式下運(yùn)行時(shí)，由于電流等相關(guān)因素的影響，常常會(huì)出現(xiàn)一些包括短路等問(wèn)題在內(nèi)的線路故障，這些故障的存在將導(dǎo)致智能變電站出現(xiàn)負(fù)荷電流現(xiàn)象?；诖?，通常需要采用針對(duì)電壓的限定延時(shí)來(lái)對(duì)智能變電站整體運(yùn)行中相關(guān)線路的電流量進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)量。如果通過(guò)對(duì)電流量的分析發(fā)現(xiàn)線路中的負(fù)荷電流超出了規(guī)定的安全值，那么電力系統(tǒng)便會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，且在發(fā)出報(bào)警信息的同時(shí)，同步執(zhí)行相應(yīng)的線路保護(hù)指令，從而最大限度避免故障的發(fā)生，有效提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3.6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(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)，減少設(shè)備因運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上，智能變電站的廣泛推廣有效促進(jìn)了電力系統(tǒng)的良性發(fā)展，而繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的高低將會(huì)對(duì)智能變電站的正常運(yùn)行產(chǎn)生重要的影響。為了保證智能變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文對(duì)一些可以有效提升繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。

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