數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性研究

黃芬蘭,洪　瑋（河南神火鋁業(yè)電力公司,河南　永城　476600）

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性研究

黃芬蘭,洪瑋
（河南神火鋁業(yè)電力公司,河南永城476600）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化變電站的應(yīng)用逐漸推廣運(yùn)行。在電力系統(tǒng)不斷完善的過(guò)程中，變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性問(wèn)題受到了高度重視?；诖?，本文首先闡述了數(shù)字化變電站的概念，其次對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)字化繼電保護(hù)適應(yīng)性進(jìn)行了研究，最后建立動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試方案。

數(shù)字化；變電站；繼電保護(hù)；適應(yīng)性；研究

0　前言

隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)低壓配電系統(tǒng)供電的各方面性能提出了更高的要求，基于信息技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)裝置逐漸被廣泛的應(yīng)用到數(shù)字變電站之中，而且取得了良好的效果。數(shù)字化變電站采用了先進(jìn)的數(shù)字化傳輸以及處理技術(shù)，能夠有效的提高變電站的可靠性，但是，通過(guò)對(duì)當(dāng)前數(shù)字化變電繼電保護(hù)裝置的分析，其在應(yīng)用的過(guò)程中存在著一系列的問(wèn)題，致使無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前繼電保護(hù)裝置的實(shí)際要求，進(jìn)而也就無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行的需求，如何解決這些問(wèn)題成為當(dāng)前電力企業(yè)所面臨的一大挑戰(zhàn)。

1　數(shù)字化變電站的概念

數(shù)字化變電站指的是將變電站在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理的時(shí)候，首先將模擬的信息與數(shù)字進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)還能夠完成信息共享。數(shù)字變電站擁有著智能化的一次性設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備。因此變電站可以建立統(tǒng)一通信，并且能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的緊湊性和多層次分布應(yīng)用。數(shù)字化變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的緊湊性、分層的分布化以及應(yīng)用與采集的數(shù)字化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)管理模式。

2　數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的主要特點(diǎn)

2.1保護(hù)裝置硬件的特點(diǎn)

數(shù)字化繼電保護(hù)裝置所采用的是微處理器，其構(gòu)成為數(shù)字電路，且可選擇接口增多，進(jìn)而功能更加豐富，與此同時(shí)，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置依靠電子式互感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，所實(shí)現(xiàn)的是數(shù)字信息量，這就改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置依靠專(zhuān)門(mén)數(shù)據(jù)單元所進(jìn)行的模擬數(shù)據(jù)量的采集方式，確保了信息量的安全性與可靠性。

2.2保護(hù)裝置接口的特點(diǎn)

數(shù)字變電站裝置繼電保護(hù)的時(shí)候其主要是依靠電子傳感器進(jìn)行相關(guān)的數(shù)字信息收集，其能夠?qū)λ占男畔⑦M(jìn)行相應(yīng)的處理，然后將處理后的信息通過(guò)自身內(nèi)部的光纖傳輸?shù)降蛪憾耍M(jìn)而再通過(guò)合并單元的轉(zhuǎn)化將具備著正確格式的信息輸出。此過(guò)程中由于其所采用的光纖傳輸模式為合并單元，這就大大的降低了模數(shù)轉(zhuǎn)換工作量。

3　數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性分析

3.1電子互感器適應(yīng)性

由于數(shù)字變電站選用的電子互感器的類(lèi)型其由于選取的功能不同，造成了選取的方式不同。而電子互感器的主要功能根據(jù)其具體的類(lèi)型可以分為兩個(gè)種類(lèi)：一類(lèi)為無(wú)源式電子互感器，另外一類(lèi)是有源式電子互感器。而根據(jù)其具體的原理不一樣，則可以分為基于Rogowski線(xiàn)圈原理電子互感器，基于光學(xué)原理的互感器，從不同的電子互感器得出不同的商家生產(chǎn)的型號(hào)也是不一樣。由于廠(chǎng)商的差異性，造成了生產(chǎn)的型號(hào)差異性，更會(huì)導(dǎo)致后期維護(hù)和修理的時(shí)候必須也會(huì)存在著差異性。若互感器在量程存在著差異性，那么就要考慮其輸出量的上限和下限是否存在著不同，否則就可能造成互感器出現(xiàn)穿心畸形。所以，若使用互感器進(jìn)行量程測(cè)量，那么就需要預(yù)計(jì)其量程的輸出范圍，即使是同一量程也要考慮其差異，從而達(dá)到對(duì)繼電保護(hù)器的妥善保護(hù)。所以，要想從根本上避免此種由量程所造成的影響，首先就需要在運(yùn)行數(shù)字變電站之前，盡可能選取同一廠(chǎng)商的相同批次的產(chǎn)品。其次，在延時(shí)差異上，要想從根本上避免出現(xiàn)因?yàn)闇y(cè)量延時(shí)誤差所造成的影響，對(duì)于數(shù)字變電站的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行量程測(cè)量，需要進(jìn)行嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量步驟，并且還要進(jìn)行嚴(yán)格審查，盡可能減少誤差，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)保護(hù)裝置延時(shí)補(bǔ)償。

3.2對(duì)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)與電子式互感器動(dòng)作實(shí)時(shí)性的適應(yīng)性分析

與傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置相比，采用過(guò)程組網(wǎng)方式繼電保護(hù)裝置的變電站動(dòng)作時(shí)間要相對(duì)較長(zhǎng)，而只有繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越短，那么其造成的制動(dòng)面積也會(huì)越小，此時(shí)繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性也才越高。數(shù)字變電站進(jìn)行繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)間的原因分析，首先需要對(duì)于保護(hù)裝置的延時(shí)、電子互感器處理信息和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)進(jìn)行分析。所以，要想實(shí)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)字化保護(hù)裝置動(dòng)作的實(shí)時(shí)性，就需要針對(duì)繼電保護(hù)的算法進(jìn)行改良、降低互感器處理信息所耗時(shí)間、優(yōu)化過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。

3.3數(shù)字化變電站繼電保護(hù)與電子式互感器的采樣同步問(wèn)題

在數(shù)字化變電站繼電保護(hù)中，所應(yīng)用的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與電子式互感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸與處理，在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)出現(xiàn)延時(shí)的現(xiàn)象，加上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與電子式互感器在使用方面存在著差異性，也會(huì)出現(xiàn)因傳輸數(shù)據(jù)時(shí)序上的差異所導(dǎo)致的采樣不同步的問(wèn)題。因此，針對(duì)在運(yùn)用數(shù)字化變電站時(shí)所面臨的這一重要問(wèn)題，需要采取如下措施以實(shí)現(xiàn)采樣同步：首先，要配置統(tǒng)一的外部時(shí)鐘源；第二，合并單元插值計(jì)算；第三，以繼電保護(hù)裝置作為電子式互感器數(shù)據(jù)采集的同步源。

4　數(shù)字化變電站繼電保護(hù)動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試方案

在數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性這一問(wèn)題上，其解決成效主要取決于系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的同步工作。因此，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的協(xié)調(diào)性，本文將對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試，在確保模擬測(cè)試的針對(duì)性的同時(shí)，以充分的發(fā)揮模擬測(cè)試的作用。數(shù)字化配電站繼電保護(hù)測(cè)試需要包括以下內(nèi)容：首先，根據(jù)要求對(duì)特定電網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)字化變電系統(tǒng)進(jìn)行模擬；第二，模擬典型組網(wǎng)方式；第三，模擬各種電氣故障，并測(cè)試故障時(shí)數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)的性能；第四，模擬電子互感器可能出現(xiàn)的異常情況，并測(cè)試出數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行性能。

5　總結(jié)

綜上所述，基于信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性不斷得以完善，在實(shí)際的應(yīng)用中也逐漸發(fā)揮出自身的應(yīng)有作用，從而為數(shù)字化變電站繼電保護(hù)應(yīng)用的普及奠定了基礎(chǔ)。雖然當(dāng)前關(guān)于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的應(yīng)用中依舊存在著一些問(wèn)題，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，此類(lèi)問(wèn)題必將能得到一一解決，從而在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的可靠性、安全性與適應(yīng)性的同時(shí)，發(fā)揮出其最大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]羅柱,先偉.淺析數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)技術(shù)[J].科技天下,2010,5(08)：133-134.

[2]劉國(guó)偉.數(shù)字化變電站過(guò)程層組網(wǎng)技術(shù)的探討[J].科技與生活,2011,24(10):38-41.