新一代智能變電站層次化保護控制系統及可靠性評估

張杰愷　賀勝　鄭曉玲　穆子龍　陳科

摘 要：在當前我國社會經濟不斷發展的影響下，人們對于電力系統的需求越來越高，而變電站也在順應時代的發展，不斷地更新。新一代智能變電站將層次化保護控制系統進行了一定更新。對新一代智能變電站的層次化保護控制系統及其自身的可靠性評估進行了詳細的分析和研究。

關鍵詞：智能變電站；保護控制系統；網絡結構；信息交互

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.117

為了能夠充分滿足當前各行各業對于電力的需求，電力系統需要不斷提高自身的供電能力，保證滿足現代人對于電力的個性化需求。電力系統當中的各個元件在實際的運行過程中，會由于一些外力或者是其他原因導致其自身不能夠一直保持正常運行的狀態，所以需要電力系統繼電保護給其建立一個良好的安全保證體系。而在實際的操作過程中，電力系統的繼電保護任務主要包括兩方面：①在整個系統的范圍內實行有效的控制，保證將一些故障因素能夠及時地解決，避免其他元件受到影響；②如果反映電力的設備如果處于不正常的運行狀態，就需要及時的對其進行信號的發射，保證其自身的安全性。在實際的操作過程中，由于很多裝置之間并沒有進行有效的協調，導致出現了很多問題，無法有效降低系統的故障發生率。針對這種情況，新一代智能變電站當中就相對應地提出了層次化的保護控制系統，結合當前的信息科技技術，對其進行有效、全面的保護。這樣不僅能夠提高保護控制系統的整體性能，而且還能夠保證其自身的安全質量。

1 層次化保護控制系統

新一代智能變電站層次化保護控制系統是一項全新的控制保護系統，能夠在一定程度上對當前的電力供電行業進行全方位的保護，從根本上提高保護控制系統的整體性能，保證變電站的正常、安全運行。層次化保護控制系統是指綜合應用電網全網的數據信息，通過一些分布或者是協調管理的功能配制，不僅能夠充分地實現時間維度，而且能夠最大限度地實現空間維度與功能維度之間的有效配合，從而從根本上提高繼電保護的性能及其自身的安全運行能力，從整體上順利、有效地展開和應用層次化保護控制系統。層次化保護控制系統架構如圖1所示。

圖1 層次化保護控制系統架構圖

2 層次化保護控制系統的功能配置

在新一代智能變電站層次化保護控制系統應用的過程中，就地極的保護包括很多方面，其中包括線路的保護、母線的保護和變壓器的保護等。在整個過程中，能夠充分將保護的可靠性和速度性充分展示出來，在一定程度上可以說其擁有比較完善的后備保護力量。而在實際的保護過程中，由于就地級繼電保護裝置是雙重化的配置狀態，所以在一定程度上，兩套保護處于完全獨立的狀態，而110 kV的線路保護則采用保護測控的集成裝置，其屬于單套的配置。另外，針對變壓器來說，保護一般都是采用主后備保護的一體化裝置作為主要的保護措施，基本上也屬于雙套的配置，而35 kV以下的基本上采用一些保護、計量等多合一的裝置來實施監控和保護，保證變電站的層次化保護控制系統能夠順利地展開，并且取得一定的成效。

廣域保護控制系統不僅具有一定的保護控制功能，而且對安全、穩定控制功能也起到了一定的管理和控制作用。廣域保護利用區域電網的運行來對自身的信息進行相對應的調整和適應，從根本上能夠起到一定的優化保護作用，能夠為新一代智能變電站提供強有力的保護。而廣域安全的穩定控制在一定程度上能夠充分實現區域的安全、穩定控制，能夠對電網的狀態進行實時監控和評估。這樣，才能夠保證其自身的變化狀態能夠得到實時的監控和預防控制管理。

3 系統的網絡結構和信息交互

新一代智能變電站的一體化監控系統采用的是開放式的分層次分布的網絡結構模式。在整個過程中，網絡結構模式基本上是由間隔層、過程層等各個部分的網絡設備共同構成的，而站內的監控保護需要進行統一的模式建立和電網組建，這樣才能夠有效實現信息資源的共享，方便對新一代智能變電站實施層次化保護控制。間隔層的設備主要是由保護、測控等次子系統組成，而過程層設備則是由一些智能的中斷和合并單元等一些相對來說比較智能的組件組成的，在一定程度上能夠完成與設備相關的種種功能性的體現，包括一些設備運行狀態的檢測和執行命令的傳達控制等，這些內容都需要過程層設備來完成。在這些部分具體的操作過程中，只有將這些各個小部分的內容進行有效完善，才能保證將層次化保護控制系統的最終價值和作用發揮出來，對新一代智能變電站起到一定的保護作用，并且能夠推動其自身的長期、穩定發展。

戰域的保護控制大多數情況下會布置于間隔層的設備當中，功能上屬于站控層的設備之一，而實際的布置則基本上是位于主控室當中。其自身并不具備保護控制子站的功能，并且在這種形勢下，可以對其進行單套的配置，而在其自身具有一定保護控制子站功能的時候，可以對其進行雙套的配置，這樣才能夠保證將其自身的作用和影響力充分地發揮出來，起到一定的保護效果。

4 結束語

層次化保護控制系統是當前新一代智能變電站當中最重要的組成部分之一，也是繼電保護系統的重要特征之一。這一系統不僅在一定程度上能夠保證就地保護的獨立性，將就地保護的可靠性充分展示出來，而且能夠結合當前的網絡信息時代，實現數據信息的共享，從根本上對變電站實施有效的保護控制。

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〔編輯：王霞〕