变电站可靠性分析【数字化变电站的可靠性和安全性探究】

　　摘要：中国现今的变电站可操作性解析方式绝大多数的是对单间隔和单个装置而言的，其中很少数是对整个变电站自动化系统来说的。针对数字化变电站全面的进行可靠性和安全性的研究，本文章主要是对数字化变电站系统的可靠性研究了一种整体的结构模型。这种方法的结果表明，在合理采用装置冗余后，数字化变电站系统的可靠性大大的满足了数字化变电站系统的要求。
　　关键词：变电站 系统的可靠性 安全性
　　中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0181-02
　　数字化变电站与传统变电站自动化系统相比，不管是在各自的构成原件上还是在系统结构上都有很多差异。从元件方面来说的话，数字化变电站可以分为第一和第二设备这两个层面，再加上一些新的技术的应用，使得这两次设备之间的联系更紧密；从结构方面来说，数字化变电站的每层可以分为：过程层、间隔层和站控层，在每层之间都是采用以太网进行数据通信的。网络进行了直接的参与并且直接影响到了系统整个的可靠性。本文主要是根据一些它们的特点来对提高数字化变电站可靠性的基本途径进行了介绍和讲解。这种介绍把数字化变电站的系统划分成为了通信、控制和保护层等子系统。再运用一些可用性的框图，分别对每个子系统可靠性参数进行初步的计算，然后再计算出整个变电站的参数。
　　1、变电站的可靠性
　　随着现今国家电网的发展，人们对于电网的安全性和质量的要求越来越高，而变电站是电网中的重要环节，所要求的向调度控制中心发出的信息量是越来越多，不仅仅包括了常规的运行和一些事故的信息，还包括着一些重要的设备。所以，数字化的变电站系统已经成为为现今的发展趋势。
　　其中有一种对可靠性的定义是：“系统或者是设备在一定的时间里或是在固定的情况下，执行对其事先语言的功能的能力。”可想而知，参数是来衡量数字化变电站系统的可靠性的。
　　关于可靠度R。所谓可靠度，就是指设备及其系统在一定的时间内完成的规定功能的一种概率。假如在实际运用中设备或者系统的故障分布是一种指数分布的话，那么它的表达式是完全不同的。
　　2、关于数字化变电站可靠性的提高方法
　　从数字化变电站的一些特点可以看出，要提高可靠性的方法有：（1）用一些光缆代替铜缆，也就是说用以太网的总线代替了二次连接的导线，进行大量的减少系统中元件的数量：（2）及时的利用网络冗余和功能来提高系统的可靠性；（3）利用系统和元件自身的自检和监视来提高系统的可靠性。本文章主要是通过讨论采用的装置或者是系统的冗余来提高数字化变电站系统的可靠性和安全性。
　　3、关于数字化变电站系统的计算
　　3.1 变电站的系统
　　变电站系统发生交换机故障和链路的时候，双网之间是可以进行无缝的切换的。站控层主要包含着两个分别的系统，那就是就地监控和远程的监控，两个中任一个系统正常工作的话就可以完成对变电站的监控。间隔层中各自安装间隔控制单元。间隔内保护系统采用的是双重化配装置，它们两层的保护是完全独立的。一些采用并行冗余网络的数字化变电站的系统如图1所示，站控系统的框图如图2所示。
　　3.2 关于通信系统的安全性
　　环网拓扑在环路上的任何一链路的故障都提供了一定程度的冗余积累。它正常通信所需的条件就是所有交换机运行的正常，而且最多仅仅只能有一条链路发生故障，要是链路发生的故障太多时，通信系统是无法正常的进行通信的。
　　3.3 关于间隔保护系统控制系统的安全性和可靠性
　　在数字化变电站的系统内部分析保护系统的可靠性的时候，主要考虑的是网络介质、合并单元、断路器IED和同步的时钟并且交换机等的影响等等。间隔保护系统采用的是两个完全独立的单元，只要有一个保护单元正常工作，那就可以完成保护的功能。间隔控制系统内部的控制单元有两个网络端口，通过网络介质可以分别接于两个并行的冗余的通行系统中。
　　3.4 站控层系统和数字化变电站全站的可靠性
　　站控层系统主要是包含两套系统，分别是：就地监控系统和远程系统。只要有任何一个系统正常工作的话，就可以完成对变电站的监控。并且就地监控和RTU都是有两个网络端口，通过网络的一些介质分别接入两个共同并行冗余的通信系统中。
　　4、数字化变电站的各个元件的安全性
　　从一些数字化变电站的系统的构成可以看出，影响系统全局可靠性的因素很多很多，例如交换机、光纤链路以及BPU等元件的可靠性的参数的变化都可能会对数字化变电站系统的成功率产生极大的影响。
　　一些相关的结果表明，数字化变电站系统与一些传统变电站自动化系统来比，虽然数字化变电站系统中引入例如许多新型的电子装置，但是通过合理地通过实现功能冗余并采用并行冗余网络，就依然可以使各个间隔和全站的可靠性达到一些标准所要求的级别。本文对于数字化变电站的可靠性和安全性分析方法和结果可以为实施数字化变电站的系统提供一定的理论依据和实施方案。我们应该为之努力。
　　参考文献
　　[1]张沛超，高翔，顾黄晶 等.全数字化保护系统的主要问题及解决方案[J].电力自动化设备，2007，27，（4）104-107.
　　[2]徐天奇.基于IEC61850的数字化变电站信息系统构建及可靠性研究[D].武汉：华中科技大学，2009.

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