解析數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性

梁超

摘 要：簡單介紹了數(shù)字化變電站的內(nèi)涵、繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)，分析和研究了數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置與電子式互感器、通信網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性，以期為我國電力系統(tǒng)的健康發(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)；數(shù)據(jù)信息；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.106

自改革開放以來，我國的電力行業(yè)發(fā)展迅猛，取得了輝煌的成就。近年來，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展迅速，數(shù)字化變電站作為其重要組成部分，也取得了長足的發(fā)展。繼電保護(hù)是數(shù)字化變電站的重要基礎(chǔ)，對整個電力系統(tǒng)的安全性和可靠性具有重要意義，特別是其保護(hù)適應(yīng)性能更好地推動我國電力系統(tǒng)向現(xiàn)代化管理的方向發(fā)展，逐漸受到相關(guān)部門的高度重視。因此，加強(qiáng)對繼電保護(hù)適應(yīng)性的研究至關(guān)重要。

1 數(shù)字化變電站的內(nèi)涵

與傳統(tǒng)變電站相比，數(shù)字化變電站具有優(yōu)越性和更大的經(jīng)濟(jì)價值，它可以將需要處理的模擬信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，從而簡化了信息傳輸?shù)姆绞?，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。數(shù)字化變電站的一次設(shè)備與二次設(shè)備建立在統(tǒng)一的通信基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了智能化的管理模式，具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如測量精確度高、可靠性高、安全性高、經(jīng)濟(jì)效益好和電磁兼容性能強(qiáng)等。

2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的特征

2.1 性能強(qiáng)大

數(shù)字化繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在硬件方面。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置采用電子式互感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置采用專門的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)采集。數(shù)字化的繼電保護(hù)裝置除了能提高數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性外，還可進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集。這些強(qiáng)大的功能都得益于數(shù)字化變電站采用數(shù)字電路組成的微處理器，且該微處理器有很多接口，功能強(qiáng)大。

2.2 可輸出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置采用模擬量輸入的方式，而數(shù)字化的繼電保護(hù)裝置采用合并單元格的光纖傳輸方式，能有效減少模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的工作量。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置通過電子式的互感器采集、處理變電站中的數(shù)據(jù)信息，并通過數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的光纖將數(shù)字信息傳輸?shù)降蛪憾?，再運(yùn)用單元格轉(zhuǎn)化，最后輸出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

3 數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的適應(yīng)性分析

3.1 與不同電子式互感器的配合使用分析

通過對數(shù)字化變電站中電子式互感器的研究可知，電子式互感器種類較多，因此，不同的電子式互感器的延時處理、量程等均不同。

3.1.1 測量延時差異

數(shù)字化變電站在應(yīng)用繼電保護(hù)裝置時，一定要測量繼電保護(hù)裝置的延時。如果存在一定的延時差異，則要在繼電保護(hù)裝置上設(shè)定相應(yīng)的延時補(bǔ)償，以免因測量延時誤差對繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生不良的影響。

3.1.2 量程差異

將繼電保護(hù)裝置運(yùn)用到數(shù)字化變電站中時，一定要注意量程差異，否則會導(dǎo)致同一測量出現(xiàn)不同的測量結(jié)果，使繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生誤差。

3.2 機(jī)電保護(hù)動作的實(shí)時性分析

在電網(wǎng)中，繼電保護(hù)動作的時間越短越好。繼電保護(hù)動作的時間越短，制動面積就越小，從而能提高繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性。如果出現(xiàn)數(shù)字化變電站保護(hù)時間過長的問題，一般是因繼電保護(hù)裝置采樣值等因素的影響造成的。因此，要想縮短動作時間、提高保護(hù)裝置的穩(wěn)定性，就必須加強(qiáng)技術(shù)研究，逐步優(yōu)化和完善過程層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果設(shè)計(jì)，從而提高數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的適應(yīng)性，促進(jìn)整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3 電子式互感器數(shù)據(jù)異常的處理措施

電子式互感器在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)的異常，一般是因硬件受到外界因素的影響而造成的。要想避免外界因素的影響，就要結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸情況進(jìn)行有效性分析，并采取相應(yīng)的措施解決繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)的問題。一般情況下，如果電子式互感器出現(xiàn)數(shù)據(jù)畸變問題，要通過故障判別算法、加強(qiáng)對電子式互感器的檢測等方式解決，這樣能保障數(shù)據(jù)傳輸既準(zhǔn)確又穩(wěn)定，從而提高電力系統(tǒng)的可靠性。

3.4 采樣同步問題

數(shù)字化變電站中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與電子式互感器相結(jié)合的方式與傳統(tǒng)電磁式互感器電氣測量的方式不同，數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與電子式互感器的結(jié)合不僅會導(dǎo)致在數(shù)據(jù)傳輸時出現(xiàn)延時，還會導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)的時序存在差異，進(jìn)而造成采樣不同步。因此，需要迫切解決數(shù)字化變電站繼電保護(hù)與電子式互感器采樣不同步的問題。在解決該問題時，必須設(shè)置一樣的外部時間源，保障時間來源一致；計(jì)算合并單元插值，協(xié)調(diào)算法處理后的數(shù)據(jù)，從而有效解決數(shù)據(jù)采集不同步的問題，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

通過上述分析和研究可發(fā)現(xiàn)，繼電保護(hù)裝置是整個電力系統(tǒng)的重中之重，能在電力系統(tǒng)故障或異常運(yùn)行時發(fā)揮控制功能，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。本文對數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并針對繼電保護(hù)裝置與電子式互感器、過程層網(wǎng)等之間的問題提出了有效的解決措施，以期提高數(shù)字化變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，推動我國電力系統(tǒng)的健康發(fā)展。

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〔編輯：張思楠〕

Abstract： This paper briefly introduced the characteristics of the connotation of digital substation and relay protection device， analysis and researches the adaptability of digital substation relay protection device and electronic transformer device， communication network， in order for the healthy development of Chinas electric power system to provide a reference and help.

Key words： digital substation； relay protection； data information； economic benefits