摘要：本文针对智能变电站继电保护系统可靠性进行探讨，首先对智能变电站与继电保护进行概述，并详细介绍了智能变电站继电保护系统的组成部分，最后对智能变电站继电保护系统的可靠性及提高进行了分析。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性
1智能变电站与继电保护的相关概述
1.1智能变电站
智能变电站（Smart Substation）是在国家大力发展能源战略，基于基于信息技术、计算机技术、互联网技术以及智能技术等科学技术在工业、机械制造业、电力行业广泛应用的背景下得以形成的，用于电能分配、电能传输与管控的电网组成结构。相对于传统常规变电站而言，智能变电站在设备组合应用的基础上发生了巨大的改变，它通过采用电子通信技术、互联网技术，实现了变电站系统的二次网络连接，并在信息采集与管理上得到强化，从而形成数字化、自动化以及智能化电网电能管控与监测。同时，先进电子互感器的应用，推动了变电站继电保护检修作业智能化、集成化发展。
1.2智能变电站的继电保护
继电保护是智能变电站安全运行过程中不可或缺的存在，基于智能变电站通信网络化、信息传输数字化、管理自动化、监测智能化等特带，其继电保护系统相对传统常规变电站继电保护系统而言，其体系组成结构存在明显的差异性。智能变电站继电保护系统主要以智能终端（IT）、交换机（SW）、断路器（BR）、合并单元（MU）、保护单元（PR）、电子互感器（MI）、网络接口（NI）、同步时钟源（TS）等元件构成，通过分层配置各继电保护装置，实现对智能变电站中各电气设备与电路线路的保护。通过电子式互感器数据采集与分析，使用光纤通道传输数据，对系统运行情况进行智能监控，一旦发现故障则启动启动保护装置预设程序，实现故障排查与保护。
2智能变电站继电保护系统
智能变电站继电保护系统主要是由电子式互感器、合并单元、交换机、智能终端以及同步时钟这五部分组成。智能变电继电保护系统的每个部分都有其独特的优势,在变电站继电保护的过程当中发挥着其所具有的巨大作用。
2.1电子式互感器
电子式互感器的出现将电磁结构升级为电子传感头结构,促进了保护系统电路的集成化,顺应了智能变电站继电保护系统智能化以及数字化的发展趋势。电子式互感器主要有两种形式:一种是有源型电子式互感器,另一种是无源型电子式互感器,有源型电子式互感器凭借着其轻小的特点受到广泛的应用。电子式互感器在智能变电站继电保护系统中的应用为保护系统提供了良好的保障,同时它也为智能变电站继电保护奠定了技术基础,推动了我国变电站继电保护朝着智能化和数字化的方向发展进步。
2.2合并单元
合并单元是智能变电站继电保护系统的重要组成部分,它的产生与电子式互感器的产生具有很大的联系。合并单元实现了数据信息之间的组合,通过加工处理,使得信息完整系统的传输给保护系统,这种方式在智能变电站继电保护中的应用使得复杂的接线工作简单化,同时在很大程度上降低了接线的成本,很好的实现了数据共享。
2.3交换机
交换机是智能变电站继电保护系统的中枢神经和关键,相比于传统的电缆传输信息,交换机通过以太网对信息进行传输,为数据资料的输送提供安全的通道,同时交换机通过交换数据、地址表等信息,使得交换管理更加的便捷化,从而进一步提高了信息传递的有效性。
2.4智能终端
“智能终端作为一次设备侧的智能组件,主要功能是:一方面接受从保护装置传来的跳和阐命令,用以对断路器进行断控制;另一方面是将断路器的实时信息上传至测控装置或站控层,使得远方工程师实时接收到断路器的运行状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆”智能终端与传统的定期检修和预防钡(验不同,它以实时检修和智能控制为目标,通过对相关设备内部的温度、运行状态以及电磁等进行检测和分析,实时的对设备进行维护,从而提高设备的可靠性。
2.5同步时钟
同步时钟在变电站继电保护系统中的应用,使得变电站实现了统一的时序和基准,在智能化变电站继电保护系统发生事故之后,我们能够通过网络通信的方式将故障发生的相关资料及时的准确的传输给智能化变电站继电控制的中心,从而为智能化变电站继电保护系统的维修和调控提供良好的数据支持。
3智能变电站继电保护系统可靠性分析
3.1变压器配置保护
如果在变电站的配电过程中一旦出现电压不足或过载现象，将对电力系统的正常运行造成严重影响，因此要对电压的额度进行有效限定，要想有效提高继电保护系统的可靠性，就要在配电保护过程中，将变压器采取分布式配置，因为系统中电压控制功能和继电保护系统都将由变压系统完成，所以要结合集中式配置方法使系统复杂度降低，在后期配置的继电保护中实现变压器的继电保护功能，从而有效提高配电保护系统的可靠性。
3.2过流电限定保护
智能变电站运行中，受电流过载等外部因素影响，易出现外部断路，引发电流过负荷现象，过负荷电流虽在电流大小上与正常电流相比没有较明显差距，但是容易导致外部故障发生时的跳闸现象，降低了智能变电站继电保护系统可靠性。配置中采用电压限定延时方式，准确测量各变电线路中电流量，过负荷电流现象一旦发生，可以及时向智能终端发出警报并由智能系统执行保护命令，有效提升继电保护系统可靠性。
3.3继电保护系统线路保护
智能化变电站中，对线路的保护采用纵联差动保护方式，通常主要的装置方式分为集中式和后备式，通过合理的配置，使继电保护功能更为有效地发挥出来。该部分的保护，是继电保护系统的重要内容，它控制和保护各级电压间的间隔单元，同时完成对电力系统运行状态检测控制，是提升继电保护系统可靠性的有效方法。
4提高继电保护系统可靠性的方法
要想提高智能变电站继电保护系统的可靠性，就要从继电保护系统的设计及设备组成这两方面进行优化。优化继电保护系统的设计要做到以下几点：
①根据具体情况建立合适的继电保护系统模式。对于智能站的间隔型保护，可以采用直采直跳的模式；对于多间隔型保护，应采用SV和GOOSE共网传输的网采网跳模式。②在电压限定延时的条件下测量电流量，以确保电流过负荷时能及时发出警报，提高继电保护的可靠性。③对继电保护的站控层和间隔层进行双重保护，除了依靠断路器的自动开断外，还要启动后备保护系统，防止开关失灵。针对电网运行的情况优化运行方案，提高智能变电站继电保护的可靠性。④利用可视化技术对智能变电站的故障信息进行可视化处理。这样有助于及时发现并处理故障。
优化继电保护的设备组成包括以下三方面的内容：①对系统的断电器、母线、输电线路和变压器等设备进行优化，保证电网的安全、稳定运行，从而降低系统运行的风险。②优化继电保护的变压器配置，防止电压过高或过低影响电网运行；保证变压器实现有效的差动继电保护并接通断路器进行继电保护。③加强电网的线路保护工作。对线路进行集中式和后备式保护，并对整个系统进行监测，以提高光缆的稳定性，降低电子干扰。
5结束语
智能变电站是电力网络架构中的重要组成部分，其运行安全与稳定直接影响着各电压等级用户用电的安全与稳定。而继电保护系统作为保证智能变电站安全运行的关键因素，加强其可靠性是相关运维单位和电力企业关注的重点。本文旨在通过对智能变电站继电保护系统可靠性的分析，为继电保护系统可靠性的提升与优化提供有益参考，从而推动智能变电站的全面建设，保障电网运行的稳定、安全与可靠。
参考文献：
[1]陈星田. 智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[D].重庆大学,2015.
[2]李毅. 浅析智能变电站继电保护系统的运行思路[J]. 中国新技术新产品,2015(10):11-12.
论文作者:李远华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
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