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摘要：随着现代电力系统的发展，对于继电保护的要求将会更高，为此，加强对继电保护可靠性的研究十分必要。本文将对智能变电站继电保护进行分析和研究，并提出提高智能变电站继电保护可靠性的有效对策。
关键词：智能变电站；继电保护；可靠性；措施
引言
智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。继电保护装置的安全可靠运行对智能变电站的安全稳定运行具有重要意义在有故障出现在电力系统中时，将故障信号在最短的时间内传送到电网监控人员，或是把故障设备用自动化技术予以切除，将故障设备对电力系统的损坏上进一步给予消除，或是将对相邻电网的供电影响上予以降低。
1、智能变电站继电保护系统结构
1.1“直采直跳”模式
“直采直跳”模式主要包含线路、母线和主变保护系统三种结构，其中保护设备采样和跳闸通过光纤直连实现，仅示意与保护功能相关的光纤链路和部分支路。
1.2“网采直跳”模式
在“网采直跳”模式，有SV和GOOSE独立组网，也有SV和GOOSE共网模式。
1.3“直采网跳”模式
“直采网跳”模式，保护设备直接采样，跳闸通过GOOSE网络实现。
1.4“网采网跳”模式
“网采网跳”模式，保护系统的采样、跳闸均通过网络实现，按SV和GOOSE是否共网两种模式考虑。
2、继电保护可靠性原理
可靠性主要是指元件系统等在一定环境、时间范围内，无故障的完成规定功率，主要分为可修复与不可修复两大类，并通过三大指标来衡量其可靠性：一，可靠度，主要是指系统及元件在规定条件之内，在有限时间之内，实现规定功率的概率，是考察一个系统可靠性的重要指标之一；二，可用性，主要是指系统或者其他设备在较长时间之内，能够完成所规定功能的能力，简而言之，就是其系统修复能力，如果系统在出现故障时，能够快速自动修复，是具备较高可靠性的；三，平均失效时间，是指系统在规定的条件下稳定运行到下一次发生故障的平均时间。通过这三个指标，能够真实地反映一个系统的可靠性。
3、提高智能变电站继电保护有效措施分析
3.1过程层中的继电保护
可靠性的指标通常包括：抗毁性、生存性和可用性。考虑智能变电站过程层网络的可靠性，需要从以下几个方面入手。（1）GOOSE报文传输的可靠性。TCP传输层协议具有按序交付、差错检查、重发等可靠性机制。由于过程层GOOSE传输缺少了传输层，必须在应用层采取重发机制、且报文中携带“报文存活时间”和数据品质等参数。（2）网络风暴的抑制。在以太网介质中，当网络数据量迅速膨胀，远远大于正常的使用量，直到交换机端口过于繁忙或链路无法承受数据包丢失而失去稳定。首先，对于局域网内广播节点太多的因素，需要通过VLAN等技术，隔离广播域。其次，网卡损坏过多，需要加强网络监控。（3）网卡溢出的避免。这就需要过滤SV和GOOSE报文。设置IED网卡多播MAC地址过滤，最好采用MAC硬件过滤。另外，通过静态多播地址和动态多播分配网两种方式实现多播过滤。（4）加强间隔层设备处理能力。目前过程层网络上的通信瓶颈主要是信号的接受端，尤其是对数据量要求较多的二次保护、测控装置，如变压器保护和母线保护等。如此需要提高间隔层设备的内存缓冲区容量，采用并行计算的策略来提高处理能力。
3.2间隔层中的继电保护
要想做好间隔层中的继电保护，确保继电保护系统的可靠性，就必须将双重化装置应用到变电站继电保护系统之中，后备保护是进行集中控制以及决策，对变电站中基本所有的一次设备进行后备保护，后备保护包括有母线充电保护、线路重合闸、线路过负荷保护、电源备自投、变压器过负荷保护等，后备保护对这些设备的保护是独立的功能模块，模块与模块之间主要通过后备保护的整体逻辑进行相互之间的配合。后备保护中的集中处理能够将智能变电站中的功能模块以及后备保护原理进行统一，简化各个线路以及变压器等之间重复的保护，充分利用变电站站域中的信息，快速的得到变电站运行变化，通过专家对故障的具体位置进行判断以及最终决策，如果出现有断路器失灵、保护拒动等问题，通过后备保护能够降低这些问题对故障判断带来的影响。
3.3以太网冗余性
增加系统冗余性能够有效确保变电站继电保护系统的安全、可靠运行，主要通过两个途径实现目标。一方面，以太网交换机中的数据链路层技术为实现变电站自动化实时监控提供了支持和帮助，通过多种模式，能够实现不同的目标。另一方面，网络架构需求，网络架构需求是由三个基础网络构成的，实现提高变电站继电保护系统可靠性目的。1、总线结构，总线结构通过交换机实现数据信息传送任务，能够有效减少接线，但是，相比较而言，其冗余度较差，在使用过程中，需要延长时间来增加其敏感度以达到目的；2、环形结构，与总线结构类似，其环路上的任意一点都能够提供不同程度的冗余，将其与以太网交换机有机结合，能够出现管理交换机，也就是生成树协议，这种结构能够为继电系统运行提供物理中断的冗余度，并将网络重构控制在一定时间范围内，然而，环形结构在使用过程中存在的弊端主要是收敛时间问题，收敛时间较长，无法快速完成任务，影响系统重构；3、星型结构，它是一种等待时间较短的结构，没有冗余度，但是，如果主交换机在运行过程中，出现故障，会影响信息传送，相比之下，其可靠性较低，不建议推广和普及。因此，变电站在选择继电保护系统网络构架时，需要结合自身实际情况，比较优势和缺点，选择合适的网络架构，提高继电保护系统可靠性。
4、相关要求分析
首先，变电站二次系统的维护和调试的管辖是进行继电保护的主要工作，因为有模拟量电路建设存在于二次回路中，所以，二次回路的运行维护成为了继电保护重心。当前通信网络已经取代了二次回路，可靠性保护成为继电保护工作的主要内容；其次，提升工作人员业务水平。随着技术的发展，网络化是当前继电保护的主要发展方向，并且，数字化信息交互已经实现，因此对于智能化继电保护中的一些最新操作规定和原理，继电保护人员必须要进行熟悉，此外，对规范中的通信技术规定上也应该扎实的进行掌握。在这样的背景下，对于计算机技术、通信技术和电气技术等方面的原理和技巧继电保护工作人员必须要有效的进行掌握，不断将自己打造成复合型人才，以适应智能化继电保护工作的需要。
结束语
综上所述，通过对智能变电站继电保护系统可靠性的分析与探讨，也是希望进一步阐述继电保护工作的重要性。从而在今后的电力工作中，不断的总结积累经验，将先进的科学技术运用到智能变电站继电保护工作之中，从而进一步推动我国智能变电站继电保护工作能够向着更为科学、合理的方向不断的前进。
参考文献：
[1]王同文，谢民，孙月琴，等.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（6）：58-66.
[2]王超，王慧芳，张弛，等.数字化变电站继电保护系统的可靠性建模研究[J].电力系统保护与控制，2013（3）：8-13.
[3]浮明军，刘昊昱，董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制，2015（1）：40-44.