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摘要：相对于常规变电站，智能变电站在结构和功能上发生了重大的变化，智能变电站继保系统运行可靠性比传统站更复杂。本文首先分析了智能变电站继电保护的基本要求，提出了继保的功能要求及配置原则，采用GO法对智能变电站的主变保护进行了运行可靠性计算，结果表明该方法可以有效计算智能变电站主变继保系统的可靠性。
关键词：智能变电站；主变保护；运行可靠性
随着经济的高速发展，各行各业对电力的需求不断增加，对电网供电的稳定性和安全性的要求也逐渐提高。智能电网的推进与发展对我国的社会与经济的发展都有着很大的促进作用，代表着中国未来电网发展的趋势，是根据我们国家的基本国情而构建的，经济、稳定、清洁、高效、安全的电网满足未来中国乃至世界可持续发展的战略性选择，这保证了我国经济和社会的和谐发展。
继电保护系统是电力系统构成的重要部分之一，而变压器又是智能电网的关键设备。本文对智能变电站主变保护运行可靠性进行了计算，首先分析了智能变电站继电保护的基本要求，提出了继保的功能要求及配置原则，采用GO法对智能变电站的主变保护进行了运行可靠性计算，结果表明该方法可以有效计算智能变电站主变继保系统的可靠性。
1 智能变电站继电保护系统基本要求
智能变电站的继保系统主要由交换机、电子式互感器、保护装置、合并单元、、网络接口、同步时钟及智能终端等元件共同构成。智能变电站在配置保护时，使用了电子式互感器，在数据采样这方面比传统互感器有较大提升，收集的数据利用合并单元进行汇总，然后利用实时同步的通信将数据的包传递至保护装置。而在保护动作侧，智能终端等一次设备智能组件主要用来接收测控装置和保护装置发出的跳合闸命令来控制断路器动作，并将所采集的跳合闸位置信息通过反馈回路，发送给保护装置。
继保配置方式要满足电网的主接线的要求，并考虑电网的运行方式的灵活性，应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。继保系统配置的基本要求如下：①据保护对象的故障特征来配置；②根据重要性和所处电压等级进行配置保护；③运行可靠性尽量简化二次回路；④要注意保护配置时的死区问题。
2继电保护配置的功能要求及配置原则
智能变电站继电保护系统的功能要求有：a）保护装置适合就地、独立分散安装；b）保护应该直接采样，对于单间隔设备采用直接跳闸的保护，对于像母线保护这一类与多间隔有联系的保护，也应该直接跳闸但是如果满足快速性、可靠性前提下可以采用其他跳闸方式；c）高压的双重保护保持独立；d）应针对电子式互感器的特点优化保护算法、提高性能，保护、测控硬件统一或一体化；e）纵联保护在输电线路的两端安装的互感器应当满足既可以一端为电子互感器、另一端为常规互感器也可以两端都是用电子式互感器的模式；f）保护装置时钟同步。
智能变电站继电保护系统的配置主要遵循以下原则：a）双重化原则配置；b）通过GOOSE网络实现保护中的智能电子设备之间的相互启动、相互闭锁、信息交换GOOSE网络是满足智能变电站自动化系统要求的快速报文需求响应机制，是面向通用对象的站事件。双重化配置的保护之间是相互独立的个体；c）保护装置分别实现双母线电压。
3智能变电站主变保护配置
为了充分发挥智能变电站在应用层面上的智能化，智能变电站的主变压器保护逐渐采用保护测控一体化装置，保护装置利用测控CPU和保护CPU两个CPU共同完成相应的功能，保护启动的判别依靠测控采样获得的数据，这样可以使得继保系统的运行可靠性得到提高。图1为该智能变电站主变继保配置图。
4主变保护运行可靠性计算
基于主变保护系统的结构，根据GO法所定义的标准操作符规则，建立了相应的主变保护GO图，如图2所示。GO图中个操作符是以“类型号-标号”的结构来表示，信号流采用带箭头的连线表示。因本文不考虑电子式互感器的运行可靠性，因此将合并单元作为输入单元。若给定系统中每一个元件的运行可靠性数据，根据GO图以及GO法操作符的运算法则，就可以进行主变保护系统运行可靠性的计算。
根据主变保护系统GO图可知，系统中存在3，4，13和16四个共有信号，因此需要对上式的成功概率计算表达式的展开式进行修正，以共有信号的一次项代替高次项。根据表4-1中的各元件运行可靠性参数，可以得到主变继保系统的运行可靠性为0.9936。可见该智能变电站主变压器继电保护系统具有较高的可靠度，有利于电力系统的安全可靠运行。
5 结语
继电保护系统是电力系统构成的重要部分之一，它的主要作用是为了在电网中由于各种意外因素产生事故时，能够及时发出指令，让断路器执行开合闸的操作，可以使得电网的安全运行得到保障。本文首先提出了智能变电站继电保护系统基本要求，再根据保护系统的结构原理图分别构建了主变保护的运行可靠性计算GO图，并采用操作算法分别计算了上述几种保护系统的运行可靠性。结果表明该智能变电站主变保护具有较高的运行可靠性。
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论文作者:林静玉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：变电站论文; 智能论文; 可靠性论文; 系统论文; 电网论文; 互感器论文; 继电保护论文; 《电力设备》2017年第15期论文;