數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置探討

【摘要】隨著社會(huì)科技的發(fā)展，我國變電站的技術(shù)有了很大的進(jìn)步，電力資源供應(yīng)緊張的問題也得到了一定的解決。由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得居民對(duì)工作水平和生活水平的要求提高，特別是在電力的需求方面。為了響應(yīng)國家的可持續(xù)發(fā)展觀，對(duì)數(shù)字變電站的繼電保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化配置，是目前比較有效的一種方法。以下對(duì)于數(shù)字化變電站保護(hù)配置的設(shè)計(jì)、特點(diǎn)以及需要注意的問題等進(jìn)行了討論跟探究。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化；變電站；繼電保護(hù)；常規(guī)性保護(hù)；系統(tǒng)性保護(hù)

數(shù)字化變電站在當(dāng)今社會(huì)比較普遍應(yīng)用，一方面是因?yàn)樗粌H能提升系統(tǒng)的質(zhì)量與性能，還能解決一些原來的問題。從根本上確保了大家的工作與生活用電。另一方面是因?yàn)閲译娋W(wǎng)要求電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，必須提高繼電保護(hù)的性能，過去的那些方案和方法相對(duì)于目前的問題，并沒有能夠起到很好的作用，所以要進(jìn)行一定的優(yōu)化配置。

一、數(shù)字化變電站概述

傳統(tǒng)變電站和數(shù)字化變電站對(duì)于信息的使用是完全不同的，而這個(gè)問題也是區(qū)別它們兩者最明顯的標(biāo)志。數(shù)字化變電站在IEC 61850 的基礎(chǔ)上，由智能開光、電子互相感應(yīng)器等組成的智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備構(gòu)成。它的作用主要包含四個(gè)方面：第一，規(guī)整統(tǒng)一信息；第二，達(dá)到信息共享；第三，反應(yīng)電氣量信息；第四，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的操控。

二、比較分析數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站

1.數(shù)字化與傳統(tǒng)保護(hù)裝置的區(qū)別

對(duì)于傳統(tǒng)的保護(hù)裝置硬件來說，一方面其微處理器是數(shù)字電路構(gòu)成的基礎(chǔ)，一旦出現(xiàn)一些小的故障，就會(huì)對(duì)整個(gè)數(shù)字電路產(chǎn)生不利的影響。另一方面，傳統(tǒng)保護(hù)裝置核心單元的四周有著不同的接口，需要按照接口的不同接進(jìn)相應(yīng)的線路，不僅在一定程度上干擾了裝置的運(yùn)行，而且提高了保護(hù)的成本。但對(duì)于數(shù)字化保護(hù)裝置，隨著社會(huì)的發(fā)展中，數(shù)字化的保護(hù)裝置得到了很大的改進(jìn)，無論是軟件方面還是在硬件方面，都有了很大的提高。原來的那些細(xì)小的問題得到了很好的解決，同時(shí)，充分滿足了客觀上收益高成本低的要求。在數(shù)字化保護(hù)裝置中，使用電子式互感器來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，這是與傳統(tǒng)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)方面最大的不同。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置主要包含：開入單元、出口單元、中央處理單元、光接收單元、通信接口等單元。數(shù)字化與傳統(tǒng)保護(hù)裝置的區(qū)別，使得繼電保護(hù)在目前的運(yùn)行過程中有了明顯的改善，從而在杜絕表面工作以后，很多的工作都有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

2.數(shù)字化繼電保護(hù)裝置接口的實(shí)現(xiàn)

接口在數(shù)字化繼電保護(hù)裝置中是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置在保持原來優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，不僅有效的改進(jìn)了傳統(tǒng)保護(hù)裝置接口的不良問題，而且還體現(xiàn)了數(shù)字化的特點(diǎn)。從主觀上來講，數(shù)字化繼電保護(hù)就是利用較少的人力物力財(cái)力來實(shí)現(xiàn)接口的較好的管理。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置主要是利用電子式的互感器對(duì)收集到的信息進(jìn)行處理分析，從而進(jìn)行接口的實(shí)現(xiàn)，這些采集到的信息，通過互感器內(nèi)部的光纖從傳輸方式輸送到低壓端，再經(jīng)過合并單元的轉(zhuǎn)化之后，輸出正確格式的數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)繼電保護(hù)的模擬量輸入，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置所使用合并單元中的光纖傳輸，能夠減少低通濾波插件、A/D變換插件等插件的工作，其效率更高。

三、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置方案

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置一般分為兩種方案，系統(tǒng)性保護(hù)配置與常規(guī)性保護(hù)配置。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體使用哪種方案就需要根據(jù)實(shí)際的人力、物力、財(cái)力等方面的進(jìn)行考量，然后做出最優(yōu)的選擇。

1.常規(guī)性保護(hù)

常規(guī)保護(hù)就和使用常規(guī)互感器時(shí)的情況一樣，主要是根據(jù)要求選擇配置，需要注意的是保留保護(hù)的邏輯圖和類型，例如開關(guān)、主變、線路等保護(hù)。其次，需要將本來的插件改為光纖通信接口，其中CPU的處理方式要相應(yīng)改變?yōu)橥ㄐ沤涌?、I/O改為GOOSE接口進(jìn)行。我們只需要根據(jù)壓板投退保留一些開入，利用智能操作箱對(duì)剩下的部分進(jìn)行轉(zhuǎn)移或者取消，這些事情都可以立即進(jìn)行而沒有必須要花費(fèi)時(shí)間放在模擬實(shí)驗(yàn)上了。

2.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置方案

（1）數(shù)字化集成保護(hù)配置方案。

隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的技術(shù)也在不斷的改進(jìn)，而系統(tǒng)性保護(hù)配置的意義就是在IEC 61850、數(shù)字化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，使之符合變電站內(nèi)信息共享和互操作的目的，從而達(dá)到對(duì)變電站的全面保護(hù)，而系統(tǒng)性保護(hù)配置也就是在這個(gè)基礎(chǔ)上形成的一種保護(hù)配置方案，系統(tǒng)性保護(hù)配置一般會(huì)采用雙重化配置的辦法，兩個(gè)系統(tǒng)可以一起運(yùn)行，互相輔助，也可以完全單獨(dú)運(yùn)行。他們的配置沒有什么區(qū)別，所采用的原理也是近乎相同，且使用起來簡(jiǎn)單，分析全面，同時(shí)也是保護(hù)配置方案的墊腳石。雖然這種方案有很多的優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確快速的分析問題以及達(dá)到信息共享，但是這種方式也存在著一些很大的缺點(diǎn)。畢竟經(jīng)過多次的改進(jìn)，系統(tǒng)性保護(hù)配置方案完成了多個(gè)方案進(jìn)行共同使用的目的，與常規(guī)性保護(hù)配置方案相比，它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變簡(jiǎn)單了，裝置數(shù)量也變少了，但是卻對(duì)裝置要求提高了許多，所以就要求工作人員具有一定的工作經(jīng)驗(yàn)與操作水平。

（2）10kV特殊值和35kV、10kV饋線保護(hù)配置

110kV 是一個(gè)比較特殊的數(shù)字，它是很多變電站的額定電壓，所以在配置保護(hù)方案的時(shí)候我們應(yīng)該特別注意，并且在工作的每個(gè)環(huán)節(jié)都要重視他，不能忽略。和使用常規(guī)互感器時(shí)的情況一樣，主要是根據(jù)目標(biāo)進(jìn)行配置，需要注意的地方是應(yīng)該保留那些保護(hù)的邏輯圖和類型，比如線路、主變、開關(guān)等。數(shù)據(jù)采集應(yīng)用光纖接口來替代之前的那些保護(hù)裝置的插件。這樣的話，使得數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)的配置優(yōu)化而且還達(dá)到了110kV額定電壓的要求。對(duì)于110kV 的保護(hù)要根據(jù)不同的地方，依據(jù)當(dāng)?shù)卦O(shè)備、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等具體情況來選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)配置方案。因?yàn)樵跀?shù)字化變電站繼電保護(hù)中饋線有著不容忽略的作用，是一個(gè)特別重要的環(huán)節(jié)，所以在我們?cè)O(shè)計(jì)方案的時(shí)應(yīng)特別注意饋線帶來的影響。其次應(yīng)該注意的是10kV 、35kV饋線的問題，他們是有異有同，應(yīng)該分開看待。正常情況下為了確保不同線路的要求會(huì)使用到MU，常常5回35kV的出線能夠和電容器得到一個(gè)合并單元，并且只需一臺(tái)交換機(jī)接入。而10kV卻不同，它和電容器沒有辦法采用合并單元，只能使用獨(dú)立的。母線電壓要求分段并列運(yùn)行，而分段進(jìn)行主要采用智能電壓變換單元來完成，并實(shí)現(xiàn)最終運(yùn)行時(shí)的數(shù)字變換功能。

四、結(jié)束語

本文解析了數(shù)字化電站繼電保護(hù)的優(yōu)化配置以及一些正在面臨的問題。如今很多的變電站都在運(yùn)用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行保護(hù)，雖然可靠但也存在一些問題。比如不僅造價(jià)高而且操作難，并且不能進(jìn)行有力的保護(hù)。這就意味著運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，要想真正滿足數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的優(yōu)化配置，我們要走的路還很多，例如數(shù)據(jù)的傳送、安全的不合理問題等。而且在實(shí)行過程中必須注意那些小小的問題，有可能一個(gè)小小的誤差就會(huì)帶來不可估量的損失。因此我們還不能停止在數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置研究的步伐，還要不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，找到最合理的方案。

參考文獻(xiàn)

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