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

Summary：因为电能是一个人类社会发展的主要动力源泉，而电力系统是否能够得以平稳运行，将对人民的生活水平以及工业的顺利运行都有很大的影响。但由于当前社会对电力系统要求愈来愈高，而传统的变电所设备已无法适应现代发展的需要，所以将智能变电站作为目前发展重点部分，在智能变电站工作流程中，通过继电保护系统智能变电站就提供了最有效的保障功能，继电保护系统的安全性能够给变电站带来安全保护功能，但同时继电保护系统如果出现了故障，也会给供电企业造成巨大的风险，所以对其进行安全性分析有着非常关键的重要性。本文将对智能变电站继电保护系统的安全性做出有效解析，以此促进智能变电站不断发展与提高，确保供电品质与安全性。Keys：变电站；保护系统；可靠性智能变电站及继电保护技术的广泛运用，使变电站自动化、智能化及管理水平获得了很大的提升。常规的变压器继电保护技术已无法适应智能变压器继电保护技术，所以必须对智能变压器的继电安全性与可靠性展开深层次的研究与探索。本章从智能变压器的替续器的特点和结构入手，对智能变压器的替续器安全性与可靠性展开研究。一、智能变电站继电保护系统组成概述（一）交换机近年来，交换机也从单一的安全防护技术向了基于交换机的以太网技术过渡，并成为智能变电站的关键部分。目前，在智能变电站的继电器维护中，交换机扮演着关键的作用，尤其是在信息传输方面，可以利用网络信道实现数据帧的互换，进而实现有效的信息传输。（二）电子式互感器在智能化变电站中，变电站继电保护是电力自动化控制中的一个关键环节，为了满足电力市场的发展需要，目前所使用的变压器都实现了从电磁到电子化的过渡。与常规的电磁变压器相比，其在准确的故障诊断上有着明显的优越性，并且可以提高保护设备的正常工作速率，为电网的安全、可靠的工作打下了良好的基础。与此同时，与常规的电气互感器相匹配的光纤相比，其在经济上要比常规的电缆更好，而且可以对其进行简单的绝缘构造[1]。（三）智能终端在智能变电站中采用智能终端，其核心功能就是对电网的各种故障进行准确、快速的探测和维护。同时，该系统不但可以收到由保护设备发出的跳闸指令，而且还可以向变电站控制层发送该开关的实现情况。另外，该装置还能对断路器内部的电磁、温度、机械能等状况进行综合的监测和了解，从而为防止电网发生的各种事故，提供了科学、准确的技术支持。（四）合并单元在智能变电站继电保护系统中，由该变电站将采集到的信号传递给该集成设备，而该集成设备则负责对从该设备中收到的信息进行合理的组织和分类，然后将其转换成合适的格式，最后传输给保护设备[2]。二、智能变电站继电保护系统可靠性的意义电气设备中电器元件在特定环境下单位时间内，没有出现任何的错误，可以说明该单元的可靠度。智能变电站继电保护系统中是变电站的重要组成部分，其智能水平和稳定性直接关系到其安全水平，变电站的智能化实施通常是由两种方法完成的，一种是信息技术和网络技术，它包含了大量的电子器件和智能器件，这些器件和器件必须是安全稳定可靠的。由于变电站的客观条件、数据和环境等环境条件的改变，对电网的整体性能产生了很大的影响，当系统出现问题的时候，它就能起到很好的隔离效果，从而避免电压和电流的伤害，提高系统的可靠性。因此，安全可靠度是影响智能变电站安全的重要因素之一[3]。三、智能变电站继电保护系统可靠性分析本章主要从可靠性与可用性两个方面入手，就变电站继电保护系统的安全运行展开了探讨。安全可靠性是指在一定的环境条件与时间状态下，智能变电站继电保护系统实现相应工作的真实可能性。一般来说，在智能变电站保持着正常的安全工作状态期间，人们一般都将其称为可靠性。而可靠度则是指当变电所发生的重大事故时，由相关的维护组织实施检修，而在实际工作中，人们在对变电站的可靠性进行分析时，通常都是采用蒙特卡罗模拟法或者可靠性框图法来实现，从而对其可靠性进行了测算。在整个智能变电站的安全管理系统中，智能变电站和集成机都是引入了网络模块，它能够使用GOOSE网络来保障变电站的安全性，并且还能够使用SV网络将收集到的数据加以传递，这样就有效地提高了变电站的安全可靠性。而在此基础上，通过对主CPU的维护管理和副CPU的整合，也能够使整个智能变电站的安全性和测量系统的集成程度得以进一步提升。通过对变电站的继电保护系统的相关数据进行统计和分析，可以通过数字化组网的方法来实现对各设备的实时传输和收集，同时通过GOOSE界面结合SV界面，将有关的数据进行输入和输出，从而为今后的智能化变电站的继电防护系统的数字化和一体化打下坚实的理论依据，从而为进一步的精确地计算和分析提供了必要的技术支撑与数据支持。母线保护组网方式能够将采集到的数据及时地传输给变电站的各智能终端，然后将该信息传输给母差保护设备。这是由于在母线保护群网方式下，每一区间的智能终端都可以精确地为保护系统的保护提供精确的开关，并且可以通过GOOSE网络来实现对母差动保护设备的要求[4]。四、提高智能变电站继电保护系统可靠性措施（一）将混合单位转为双重A/D制在该系统中，集成单元是一个非常关键的器件，它的主要工作就是收集有关的数据。其实际使用状况比其他部件更能产生更好的效果，在有关的智能处理中，一个集成装置MU和一个电子型变压器可以完成全部的数据采集，为提高采集的数据的可靠性，在每个取样合并装置中都要加上两套A/D装置，使得一个集成装置可以同时生成两套取样数据，从而使集成装置的采样量具有更加稳定和精确的采样量，而不会出现取样数据误差，避免因数据误差而导致的故障，从而大大提高了继保的可靠性。（二）提高智能变电站继电保护系统实时性实时特性也是智能变电站的关键问题。在智能变电站的保护系统中，往往会出现串行通信延时、开关转换延时等问题，进而影响到变电站的数据传输效果，从而增加了数据的传送错误。从根源上来说，因为数据交换器的工作队列特点以及对开关的错误转发，造成了数字变压器的传输效果降低，所以当合并程序中传输了一个数据之后，就往往需要一个工作队列过程，同时在接收到下一个采集程序的过程中又会产生一些附加的延时。另外，在智能变压器的开关设备中，由于开关电器的工作特点也产生了相应的延迟，当传送信号时，仅在一帧数据全部传输完毕后，再进行二次传输，从而使实时性能下降，因而必须采取相应的手段提高其实时性能[5]。（三）提高智能变电站继电保护系统可靠性现如今智能变电站的继电防护已经基本完成了数字化，在其防护系统中安装的功率电子器件将极大地提高其安全、可靠性，从而为广大群众供电。但是，某地方电网组织在进行电力电子器件的设计和选用时，必须考虑其自身的特点，尽量减少外部环境对其的干扰，以避免出现信息异步、EMC等问题，从而降低系统的稳定性。鉴于目前变电站的电气设备容易受到干扰，技术工作者要提高其工作的可靠性，在遇到故障情况时，要及时发出警报，并采取相应措施。（四）提高智能变电站继电保护系统同步性在建立和应用智能化变电站的继电保护设备时，存在着大量的数据同步率问题。由于数据同步问题是由于采集单位所接收到的数据样本中包含了时序信息，因此为了防止其电位相位和振幅方面的错误，需要对其进行最优配置，以达到同步采集到的数据，一旦失去了同步信号，就会造成最后的结果错误。因此，在进行这一环节的设计时，一定要注意过电流和过电压的问题。该方法的基本思想很简单，仅需要保证输入的信号振幅正确，对同步的要求不高，这样，在防护操作中，即使失去了同步信号，也不会对正常的防护操作产生任何的干扰。（五）智能型变电站的安全装置结构及调试智能变电站的继电保护系统要符合可靠性、选择性、灵敏度和高速度四个方面的要求，并要提高其自动化水平，使其综合性能获得更好地提高。智能变电站的继电保护系统具备了直接取样和直接跳闸的功能，直接取样是指将保护器件通过点对点的电缆直接取样，而不必使用开关电源；直接跳断是指在GOOSE网络上，有一条由光缆所组成的点对点传输的保护装置，如保护设备之间的锁定和启动故障等。这种装置的各组成部分都应当满足安全的需要，如智能终端、集成模块、交换机等，而一旦装置中的部分设备发生了故障，即无法阻止或不启动，也就无法使用外围元件来完成。这样，就必须在防护器与合并单元、智能终端等辅助装置之间通过GOOSE组网方法实现通信，以便于将安全保护器的动作信号、故障录波等信号及时上传并获得有效保证，进而完成对变电站内故障信号的综合分析决策[6]。结论：变电站在整个电力系统中起着举足轻重的作用，而采用多个继电器保护装置来保证整个电网的正常运转。随着科技的进步，继电保护的发展迅速，安全可靠度大幅度提升，特别是采用了数字传输和光纤传输技术，使继电器的安全可靠度大大提升。Reference：[1]周程，张智超，徐曼.智能变电站的继电保护系统可靠性分析[J].电子技术，2022，51(07):286-287.[2]张笑波，刘琪，夭小丽，杨小玲，徐荣，郝美佳，李志萍.对智能变电站继电保护系统可靠性问题的分析[J].电子元器件与信息技术，2021，5(12):39-40.[3]吴魏峰，孙斌.智能变电站继电保护的