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摘要：随着智能变电站技术的推广应用,智能变电站继电保护可靠性问题成为目前关注的焦点。智能变电站继电保护,能够将原来独立继电保护装置的实际功能分解在不同的IED中,在这样的背景下,使得影响继电保护可靠性的因素复杂化。基于此,本文立足于智能变电站的继电保护系统,分析保护机制的可靠性。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性
1智能变电站继电保护系统的组成
基于IEC61850协议的智能变电站“站控层+间隔层+过程层”的分层模式与传统变电站采用的“站控层+间隔层”自动化体系不同，传统的自动化系统在间隔层实现了过程层的功能。然而随着现代智能化的发展，越来越多的间隔层功能被设置到过程层中。结构的改变使得基于IEC61850协议的智能变电站继电保护系统的主要功能集中在过程层与间隔层及2层之间的过程层网络。智能变电站继电保护系统结构如图1所示，主要由电子式互感器、网络接口、合并单元、保护装置、交换机、智能终端及同步时钟等元件构成。
从图1可以看出，在智能变电站继电保护系统中，使用电子式互感器对数据进行采集后，通过合并单元对数据进行合并汇总，并加入同步时钟传来的对时信号，加密后以特定的密文形式经过网络传输到保护端。在保护控制侧，智能终端是一次设备，主要用来接收测控装置和保护装置发送的跳合闸命令，经过系统的判断后发出控制指令控制断路器，同时将断路器的动作信号采集并发送到保护装置中。
图1智能变电站继电保护系统
2智能变电站继电保护系统的可靠性分析
2.1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。
2.2过流电限定保护
导致出现外部断路，使电流发生超负荷现象主要是因为智能变电站在运行过程中时常遭到电流过载等一系列因素，能使外部发生故障导致跳闸的原因是，这种超负荷电流与其他电流大小存在较大差距。因此要在配置中利用过流电限定的方式，使变流电可以对产生的电流准确测量，如果一旦出现超负荷电流现象，可以及时向智能终端发出警报并由智能系统对其积极实施保护，进而有效提升继电保护系统可靠性。
2.3继电保护系统的线路保护
在智能化变电站中，结合合理配置充分发挥对继电系统的保护功能，因此主要采用纵联差动的方式对线路进行保护，它将控制及保护各级电压之间的间隔单元，而集中式和后备式为装置方式，可以对电力系统的运行状况进行监测。因此对继电保护系统的线路进行保护不单是整个继电保护系统中的重要环节，更是有助于提高继电保护系统可靠性的有效措施。
3提升可靠性的措施
3.1间隔层中的继电保护
在这一环节，需要全面将双重化配置科学的应用于继电保护工作当中，在集中的配置后对设备进行综合性保护，后背保护系统将后背设备的保护和开关失灵的保护当作变电站运行当中重要的一部分展现出来。此外还需要对相邻的连接县里和对端的母线进行全面保护。以后备设备电流为基础和前提对电网运行的相关问题和出现的故障进行科学准确的判断，从而能够制定出抑制跳闸的方案。另外将登记集中配置在全站的所有电压当中予以事先，此外还应根据实际情况对技术加以改变和调整，从而更好地适应电网运行的基本变化状况。此外，在电网运行的基本条件下对东海应制定出几套不同的运行方案，从而更加全面准确的分析站内电网系统的基本运行状况，采取最佳运行方案，从而能够更好地保护智能变电站的诸多设备。
3.2太网冗余法
3.2.1太网的控制要求。在IEEE802.3x全双工模式下，通过交换机发出指令使数据源暂停发送，再利用控制数据的输入端和输出端进行数据流量的传递可以避免数据丢失。IEEE802.1p优先排队技术可以使网络在拥堵的情况下，数据进行优先传输。IEEE802.1Q虚拟局域网技术，可以将IED划分到虚拟局域网之中。IEEE802.1w快速生成树协议不像从前的IEEE802.1D生成树协议需要大约一分钟的时间才能重新将发生故障的网络构架定义，这种快速生成树协议可以将时间大大缩减。最后的要求是诊听过滤技术，它允许对GOOSE信息帧进行过滤，然后将信息传递给IED。
3.2.2网络的构架。（1）总线结构。总线结构中的交换机通过端口与其它的交换机相连，上端口的速度一般比IED端口的速度快，系统的最大延时决定了交换机的最大数量，这种结构的接线较少但是冗余度差。（2）环形结构。环形结构的交换机可以形成闭环，对于连接点的故障可以提供足够的冗余度，信息在传递过程中会消耗宽代，应用的内部具有管理交换机，生成树可以发出指令，交换机便检测环路，信息在环路中就不会流动。（3）星型结构。星型结构具有等待的时长较短的特点，主交换机在连接其他交换机的时候系统的等待时间会减少，但是星型结构没有冗余度，在发生故障时就会产生遗失所有的IED信息，从而降低可靠性。
3.3环形网络结构法
环形结构的可靠性和安全性极高，将其应用到母线保护装置当中对整个系统的运行都有着非常积极的作用。对结构进行全面分析，同时采用最小路节点历法计算的方式可知，传统方式对母线结构的保护作用存在一定的不足，环形网络结构对母线保护的可靠性能够充分达到继电保护可靠性的具体需要，从而也使得系统自身的安全性得以显著提升。在变电站机电保护系统母线保护装置中使用环形结构可以很好地确保继电保护的质量。
4结束语
本文针对智能变电站继电保护系统可靠性进行探讨，结合智能变电站继电保护系统的结构和智能变电站继电保护系统可靠性的分析方式以及智能变电站继电保护系统的可靠性分析做出详细分析，希望对我国日后的智能变电站系统的发展起到有效的建议，以确保继电保护系统安全运行，进而促进智能电网建设工作顺利进行。
参考文献：
[1]王同文,谢民,孙月琴,沈鹏.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制,2015(06):58-66.
[2]谷磊.智能变电站继电保护可靠性研究[D].广东工业大学,2014.