智能变电站继电保护系统可靠性分析

智能变电站继电保护系统可靠性分析

李佳斌

国网冀北电力有限公司唐山供电公司 , 河北省 唐山市 063000

摘要：在科学技术不断复杂化的过程中，各种先进的技术也开始在社会的各个行业中得到了非常广泛的使用。在电力行业中，也积极地引入了很多先进的高科技技术。这些高科技技术的应用，也使得电力行业开始向智能化的方向发展。如今，智能电网已经投入运营。在电力系统实际的运行过程中，智能变电站的存在，就是为了保证智能电网能够安全、可靠地运行，而继电保护系统在保障电网稳定运行中有着极为重要的作用。 

关键词：智能变电站；继电保护；可靠性分析 

1引言

由于智能变电站具有智能电子元件多、信息类型复杂等特点，进而降低了的智能变电站机电保护系统的可靠性，在某何种程度上给变电站的安全平稳运行带来隐患。随着我国信息化、智能化的快速发展，以及对智能变电站发展应用的普及，加强智能变电站继电保护系统的可靠性迫在眉睫。本文通过对智能变电站、继电保护相关内容进行阐述，以及对智能变电站继电保护系统的可靠性进行分析，进而指出提升其继电保护系统可靠性的有效措施，进而保障智能变电站的安全运行。 

2智能变电站继电保护的概况分析 
　　在我国的电力工程中，变电站是不可或缺的重要部分和内容。变电站的发展程度对于整个电力行业发展有着非常重要的影响。随着科技信息技术水平的不断提高，变电站的信息化和智能化也取得了一定程度的发展，也促进我国电力行业有了更好的发展，促进电力行业更加信息化和智能化。智能变电站具备实时联网的功能，能够有效的传递和交互信息，且智能变电站的电子传感器等设备具备全智能化特点，很多智能变电站的设备都非常先进，这促进了电力行业的工作效率得到了有效的提高。智能变电站的建设与发展大大的减少了电力系统的资源消耗，提升了电力系统运行的安全性和可靠性。而在智能变电站的快速发展过程中，继电保护装置起着非常重要的作用，其能够大大的拓宽电力数据和信息的获取途径，还具有很高的灵活性。一般来讲，智能变电站的继电保护装置需要很高技术水平的工作人员来进行把控，并对多台设备和线路进行调试，对各项装置的原理、特征和机构进行全面的掌握，这样才能够最大限度的确保智能变电站继电保护装置运行的稳定性和可靠性，才能够更好的提升整个变电站运行的可靠性。因此，要想保障和提升智能变电站运行的可靠性和安全性，就必须要提升继电保护装置的运行可靠性，这样才能够促进变电站运行更加智能、可靠和安全。 

3 智能变电站继电保护系统的可靠性 
　　3.1 提高系统冗余性 
　　提高系统冗余性可以维护继电保护系统的可靠性和安全性，具体的措施为：利用以太网交换机的数据链的路层技术对变电站实时监控;在三个基础网络的基础上形成网络架构的需求，其中，总线结构利用交换机进行数据信息的传送，有减少接线的作用，但是冗余度比较差，所以在使用中，可以通过延长时间增加敏感度，提高冗余性;环形结构环路上的任何点都可以提供冗余，如果和以太网的交换机进行有机结合就可以形成树协议，也可以提高继电系统的冗余度，同时还可以在一定的时间范围内实现对网络重构的控制，但是环形结构使用时需要的收敛时间比较长，完成任务的速度比较慢，还会对系统重构产生影响;星型结构的等待时间比较短，所以适用于比较高的场合，不存在冗余度，其缺点是一旦主交换机的过程中有了故障，就会对信息传送产生影响，可靠性相比下来就比较低，所以并不适合进一步推广普及。想要提高变电站继电保护系统的可靠性，就要提高系统冗余性，所以选择继电保护系统的网络构架就要注意结合实际情况，并对比不同架构的优缺点，进而选择出合适的架构。此外，由于环形结构自身的可靠性比较强，所以可以把环形结构应用于母线的保护装置中，以增强继电保护系统的可靠性与稳定性。环形结构对母线的保护的可靠性高，可以满足继电保护系统对可靠性的要求，且对元件的损害比较小，所以更可以提高继电保护系统的可靠性与稳定性。 
　　3.2 间隔层的继电保护 
　　通过间隔层的继电保护来进一步提高继电保护系统的可靠性，首先就要在继电保护系统中应用双重化的装置，以集中配置后备保护，因为后备保护可以给变电站的后备设备、开关失灵、相邻的相连的线路以及对端的母线提供保护，进而结合后备电流就可以准确诊断电网运行中出现的问题和故障，针对跳闸问题制定解决对策。还可以对整个变电站的电压按等级进行集中配置，通过技术进行调整，以适应电网运行过程中的具体情况。 
　　3.3 网络的架构 
　　（1）总线结构。总线结构中的交换机可以通过端口和其他交换机进行连接。一般情况下，IED端口的速度没有上端口快，且交换机的最大数量由系统最大延时决定。总线结构的优势是接线较少，缺点是冗余度较差。（2）星型结构。星型结构的主要特点是系统等待时间相对较少。当主交换机和其他交换机进行连接时，能够有效缩短系统的等待时间。这种结构不具有冗余度，在出现故障时，可能会造成所有IED信息的遗失，从而降低了星型结构的可靠性。（3）环形结构。环形结构交换机的优点是能够自行组成闭环。当连接点突发故障问题时，它可以利用其充足的冗余度进行调节。信息在被传递的过程中会进行多方面工作，需要消耗宽带对其进行传输。系统内部有一个管理交换机，主要是向交换机发送相应指令，使交换机自行检测环路。信息在环路中传送的时候会停止流动，从而终止传输。 

　　3.4 进一步提高软件系统的可靠性以增强继电保护系统的可靠性 
　　在当前网络通信技术飞速发展的时代背景下，智能变电站继电保护系统在一定程度上对网络技术的要求也逐渐增多。为了更好地在这种依赖上实现安全运行，需要提高软件系统的整体可靠性。在具体操作上，可以使用插值算法来代替时钟源，通过对时钟源发出同步对时信息流，将光纤同步到智能电子设备中，以确保智能电子设备的安全正常运行。同时，可以使用软件积分的形式来增强报文信息的可靠性。SV报文作为继电保护系统保护单元的数据报文，能够对整个保护系统产生较大的影响。通过使用软件积分，能够对数据采集器以及保护系统中的电子设备的功率损耗进行了解，增强保护系统维修的精确性，进而实现继电保护系统的可靠性目标。 

4提升智能变电站继电保护系统可靠性的有效对策 
　　通过提高硬件系统可靠性来提升智能变电站继电保护系统可靠性。在继电保护系统中，采用信息收集的合并单元占据重要地位，其可靠性对整个继电保护系统可靠性的影响较大。由于在传统继电保护系统中，信息采样环节多是电子式互感器与合并单元的组合。为了增强合并单元信息采集环节的可靠性，需要在每个采样环节加入A/D系统，通过同时输出两个采样值进入到继电保护系统中，进而增强继电保护系统的可靠性。同时，可以通过提高交换机的冗余度与光缆线路的可靠性实现这一目标。在很大程度上，继电保护系统的可靠性依赖于交换机的稳定运行，而光缆线路的安全性也会对其产生直接的影响。因此，在对硬件系统的日常维护中，要加强对室外光缆线路的日常监测和维护保养，始终保持光缆线路具备应有的电力传输能力。 
　　5结束语 
　　综上所述，在智能变电站继电保护系统中，需要通过网络平台对大量的数据进行高效的记录，确保系统运转的安全性。从多个角度对智能变电站继电保护系统进行分析，可以对几点保护系统有更加深入的了解，总结保护系统的优势和劣势，制定行之有效的解决措施，保障智能变电站继电保护系统的可靠性，完善就能变电站继电保护系统，使智能变电站继电保护系统稳定、可持续的发展。 
　　参考文献： 
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　　[3] 王思远，王颖超. 提高智能变电站继电保护系统可靠性的措施[J]. 农村电气化，2017，（11）：51-52.