數(shù)字化變電站保護(hù)適應(yīng)性研究

倪呈祥 陳澤華 程金牛

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)進(jìn)一步完善，繼電保護(hù)裝置以其自身優(yōu)勢(shì)，受到了越來越多的關(guān)注，并在數(shù)字化變電站中得到了廣泛推廣和應(yīng)用。數(shù)字化變電站將數(shù)字化傳輸和處理技術(shù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行工作，具有較強(qiáng)的可靠性。因此，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化繼電保護(hù)適應(yīng)性的研究具有重要意義。該文將對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置特征進(jìn)行分析和研究，并闡述數(shù)字化繼電保護(hù)裝置電子式互感器及通信網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性分析，為我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、健康發(fā)展提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化 變電站 繼電保護(hù) 適應(yīng)性

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（a）-0024-01

近年來，我國(guó)電力領(lǐng)域迅速發(fā)展，繼電保護(hù)作為數(shù)字化變電站的重要基礎(chǔ)，直接決定整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，其保護(hù)適應(yīng)性受到相關(guān)部門的高度重視。不僅如此，對(duì)繼電保護(hù)適應(yīng)的研究，也是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理的具體表現(xiàn)。

1 數(shù)字化變電站定義

數(shù)字化變電站主要是指將變電站處理的模擬信息量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息量，簡(jiǎn)化信息傳送方式，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)信息共享的目標(biāo)。數(shù)字化變電站能夠?qū)⒅悄芑_關(guān)等一次設(shè)備以及站控層等二次設(shè)備共同建立在標(biāo)準(zhǔn)的通信基礎(chǔ)上，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的緊湊化、分層的分布化以及應(yīng)用采集的數(shù)字化目標(biāo)，具有精度高、安全性高及可靠性等多個(gè)優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)而言之，數(shù)字化變電站促進(jìn)電力系統(tǒng)從傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向自動(dòng)化運(yùn)行管理模式，是電力系統(tǒng)管理模式的一次重要革新，在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)電力事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置特征

相比較傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置采用的是微處理器，其主要是由數(shù)字電路組成，包含多個(gè)選擇接口，功能性強(qiáng)，改變了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置單一的功能，其采用的電子交互式互感器采集數(shù)據(jù)，不僅能夠提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，還能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模采集目標(biāo)。

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置通過電子式互感器收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)處理，處理后，利用內(nèi)部光纖將數(shù)字信號(hào)傳送到低壓端，再進(jìn)行合并單元的轉(zhuǎn)化，從而輸出正確格式，通過光纖傳輸，在一定程度上減少了模數(shù)轉(zhuǎn)換的工作[1]。

3 數(shù)字化繼電保護(hù)裝置電子式互感器及通信網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性分析

3.1 與不同電子式互感器配合分析

通過對(duì)數(shù)字化變電站中電子式互感器的應(yīng)用研究可知，電子式互感器具有多樣性，根據(jù)功能方式，可以分為無源式和有源式兩類電子式互感器，而根據(jù)原理標(biāo)準(zhǔn)劃分，可以分為基于光學(xué)原理及基于Rogowski線圈原理電子式互感器，由此，電子式互感器的量程、延時(shí)處理等也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

首先，延時(shí)方面。為了有效避免由于測(cè)量延時(shí)誤差對(duì)機(jī)電保護(hù)裝置的影響，在其應(yīng)用之前務(wù)必要進(jìn)行檢驗(yàn)電子式互感器測(cè)量延時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)延時(shí)差異，并進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，有效解決延時(shí)誤差。其次，量程方面。測(cè)量值超出電子式互感器的輸出量極限時(shí)，波形極易出現(xiàn)畸形。如果選擇的電子式互感器量程不同，當(dāng)測(cè)量值超出一定范圍，即便是同一個(gè)測(cè)量值也會(huì)得出不同的結(jié)果，在實(shí)際應(yīng)用過程中，會(huì)造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作情況。因此，為了避免量程對(duì)繼電保護(hù)的產(chǎn)生不良影響，提高繼電保護(hù)裝置可靠性，應(yīng)盡量選擇同一廠家生產(chǎn)的相同型號(hào)電子式互感器，從源頭上避免這一問題。

3.2 對(duì)機(jī)電保護(hù)動(dòng)作實(shí)時(shí)性分析

一般情況下，傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置變電站動(dòng)作時(shí)間要比過程層組網(wǎng)方式繼電保護(hù)短，尤其是在高壓電網(wǎng)中，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越短，相應(yīng)的制動(dòng)面積就會(huì)減小，進(jìn)而提升整個(gè)裝置的穩(wěn)定性。出現(xiàn)數(shù)字化變電站保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過長(zhǎng)是由于受到保護(hù)裝置采樣值、電子式互感器處理等延時(shí)因素造成的。因此，為了有效減少動(dòng)作時(shí)間，提高裝置穩(wěn)定性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)算法，適當(dāng)減少數(shù)據(jù)處理過程時(shí)間，對(duì)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，不斷優(yōu)化和完善過程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而提高數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置性適應(yīng)性，促進(jìn)電力系統(tǒng)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

3.3 電子式互感器數(shù)據(jù)異常處理

電子式互感器在傳送數(shù)據(jù)過程中，在受到外界因素的影響時(shí)，會(huì)出現(xiàn)硬件故障等問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸異常，影響變電站正常工作。為了避免外界因素的影響，繼電保護(hù)裝置應(yīng)結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸情況，分析其有效性，并采取相應(yīng)措施來規(guī)避繼電保護(hù)誤動(dòng)作問題。一般針對(duì)電子式互感器數(shù)據(jù)畸變問題，普遍通過調(diào)整和完善故障判別算法、加強(qiáng)互感器的入網(wǎng)檢測(cè)等方法解決繼電保護(hù)誤動(dòng)作，保障數(shù)據(jù)傳送穩(wěn)定性，進(jìn)而提高系統(tǒng)可靠性[2]。

3.4 與電子式互感器采樣同步分析

與傳統(tǒng)電磁式互感器進(jìn)行的電氣測(cè)量變電站不同，數(shù)字化變電站中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與電子式互感器結(jié)合，會(huì)致使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)延時(shí)問題，除此之外，還會(huì)導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)時(shí)序上的差異，進(jìn)而出現(xiàn)采樣不同步情況的發(fā)生?；诖耍鉀Q數(shù)字化變電站繼電保護(hù)與電子式互感器采樣不同步問題至關(guān)重要，首先，設(shè)置一致外部時(shí)間源，確保時(shí)間來源統(tǒng)一性；其次，合并單元插值計(jì)算，協(xié)調(diào)算法處理數(shù)據(jù)；最后，將繼電保護(hù)裝置作為電子式互感器數(shù)據(jù)采集同步源。通過這種方式，不僅能夠有效避免數(shù)據(jù)采樣不同步問題，還能夠確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

4 結(jié)論

根據(jù)上文所述，繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)中的重中之重，在電力系統(tǒng)故障、異常等方面能夠發(fā)揮控制功能，對(duì)變電穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。因此，需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性問題進(jìn)行分析，特別是與不同電子式互感器配合、過程層網(wǎng)絡(luò)等之間問題，采取有效措施，有效提高其穩(wěn)定性，從而推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)可持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 竇曉波，吳在軍.數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與實(shí)時(shí)特性改進(jìn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，22010，18（3）：259-261.

[2] 周滿，曹磊，張延鵬.基于數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)改進(jìn)方案[J].東北電力技術(shù)，2012，20（5）：12-14.