淺析數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)改進(jìn)方案

摘 要：變壓器設(shè)備在變電站空間運(yùn)行過程中的技術(shù)保護(hù)問題，是影響變電站安全生產(chǎn)技術(shù)狀態(tài)的重要因素，源于數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站之間本身存在著鮮明的設(shè)備運(yùn)行差異，要求針對(duì)數(shù)值化變電站變壓器設(shè)備施加的保護(hù)技術(shù)也應(yīng)當(dāng)與常規(guī)變電站之間存在明顯的差別。本文圍繞淺析數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)改進(jìn)方案問題展開了簡要論述。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；變壓器；保護(hù)；改進(jìn)方案

隨著我國數(shù)字化變電站相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，電子式電壓電流互感器設(shè)備在我國電力能源工業(yè)的發(fā)展路徑中獲取了較為廣泛的應(yīng)用空間，直接導(dǎo)致數(shù)字化變電站，相較常規(guī)變電站在繼電保護(hù)技術(shù)裝置的二次交流技術(shù)系統(tǒng)的采樣操作流程方面發(fā)生了本質(zhì)性變化。

在常規(guī)變電站中，電壓電流互感器設(shè)備的二次交流量通常以模擬信號(hào)形式直接被呈送到繼電保護(hù)裝置中，而在數(shù)字化變電站設(shè)備空間內(nèi)，電子式電壓電流互感器設(shè)備通過合并單元技術(shù)結(jié)構(gòu)完成數(shù)字信號(hào)量的預(yù)先處理，并運(yùn)用IEC61850采樣值傳輸規(guī)約將其輸送呈遞到繼電保護(hù)裝置中。

結(jié)合上述技術(shù)背景，本文將針對(duì)數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)改進(jìn)方案展開簡要的分析論述。

一、數(shù)字化變電站設(shè)備運(yùn)行空間基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

依照變電站設(shè)備運(yùn)行空間內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)承載的技術(shù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)控制、運(yùn)行性能監(jiān)測以及繼電保護(hù)技術(shù)任務(wù)，可以將數(shù)字化變電站設(shè)備空間按照IEC61850技術(shù)指導(dǎo)規(guī)范，基于邏輯性空間架構(gòu)層次劃分為三層兩網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)，也就是：變電站層、間隔層、過程層以及變電站層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)展背景下的綜合自動(dòng)化變電站設(shè)備空間相比，數(shù)字化變電站在結(jié)構(gòu)層次方面，引入增添了過程層以及過程層網(wǎng)絡(luò)組成部分，在現(xiàn)有的發(fā)展階段條件下，除卻斷路器設(shè)備與智能單元技術(shù)結(jié)構(gòu)之間應(yīng)用電纜技術(shù)構(gòu)件進(jìn)行具體連接之外，間隔層結(jié)構(gòu)以及過程層結(jié)構(gòu)之間也完全應(yīng)用光纜線路實(shí)施連接，在現(xiàn)有的技術(shù)發(fā)展建設(shè)條件下，可以針對(duì)數(shù)字化變電站空間主要組成結(jié)構(gòu)的技術(shù)功能展開如下分析：

第一，過程層（Process Level）結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)設(shè)備，主要完成數(shù)字變電站空間內(nèi)部的開關(guān)量參數(shù)采集、模擬量參數(shù)采樣以及控制命令收發(fā)等與一次性電氣設(shè)備的技術(shù)運(yùn)行功能直接相關(guān)的技術(shù)功能，并借助數(shù)字化變電站過程層結(jié)構(gòu)中的交換機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與間隔層技術(shù)設(shè)備之間的通信技術(shù)功能。

第二，間隔層（Bay Level）結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)中的設(shè)備與常規(guī)性綜合自動(dòng)化變電站的具有技術(shù)功能層次的類似性，主要負(fù)責(zé)完成電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)保護(hù)，以及技術(shù)參數(shù)測量功能，唯一的差異在于開關(guān)量參數(shù)和交流量參數(shù)的傳輸介質(zhì)，從常規(guī)電纜線路轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄐ殴饫|。

第三，變電站層（Station Level）結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中設(shè)備的技術(shù)功能與常規(guī)綜合變電站技術(shù)系統(tǒng)的完全一致，并遵照國際通用的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)現(xiàn)間隔層結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)備的通信活動(dòng)目標(biāo)。

二、變壓器保護(hù)工作的采樣技術(shù)系統(tǒng)

開展變壓器設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)保護(hù)工作，需要同時(shí)采集獲取變壓器設(shè)備三個(gè)側(cè)點(diǎn)位的電壓，以及電流參數(shù)量，而常規(guī)變電站和數(shù)字化變電站變壓器設(shè)備運(yùn)行技術(shù)保護(hù)交流采樣系統(tǒng)的框圖結(jié)構(gòu)分別如圖1和圖2所示。

在常規(guī)變電站的變壓器設(shè)備運(yùn)行保護(hù)技術(shù)過程中，電壓和電流參數(shù)的交流量，從電壓電流互感器設(shè)備的二次測量獲取，主要信號(hào)表吸形式是模擬信號(hào)，信號(hào)的主要傳輸介質(zhì)是普通電纜線路，變壓器保護(hù)技術(shù)裝置內(nèi)部能夠自動(dòng)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)過程。

在數(shù)字化變電站空間內(nèi)，變壓器設(shè)備運(yùn)行保護(hù)技術(shù)實(shí)施過程中的電壓電流參數(shù)，主要從電子式電壓電流互感器設(shè)備中測量獲取，其主要的信號(hào)表現(xiàn)形式為數(shù)字信號(hào)，信號(hào)的主要傳輸介質(zhì)是光導(dǎo)纖維，并且主要采用合并單元聯(lián)合數(shù)據(jù)集中器構(gòu)件的技術(shù)模式完成具體的交流參數(shù)量的采集處理環(huán)節(jié)，并在此基礎(chǔ)上為變壓器設(shè)備的運(yùn)行保護(hù)工作提供技術(shù)基礎(chǔ)。

三、數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)的技術(shù)改進(jìn)方案

針對(duì)我國電氣工程技術(shù)人員在開展數(shù)字化變電站CT檢修活動(dòng)過程中，面對(duì)的變壓器設(shè)備保護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)閉鎖技術(shù)問題，探索和提出如下變壓器設(shè)備運(yùn)行保護(hù)改良方案，并給出如下技術(shù)實(shí)踐思路：

第一，在變壓器保護(hù)設(shè)備的軟件部分的高壓側(cè)、中壓側(cè)以及低壓側(cè)分別設(shè)置檢修軟壓板技術(shù)構(gòu)件，并指令軟壓板技術(shù)構(gòu)件只在該側(cè)技術(shù)點(diǎn)位出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，以及實(shí)施CT檢修技術(shù)活動(dòng)的過程中投入使用。

第二，在具體將某一側(cè)點(diǎn)位的檢修軟壓板技術(shù)構(gòu)件，實(shí)際投入使用的條件下，應(yīng)當(dāng)對(duì)變壓器設(shè)備及其周邊附屬技術(shù)部件運(yùn)行參數(shù)以及性能應(yīng)答狀態(tài)展開對(duì)應(yīng)性的測量反饋活動(dòng)，為相關(guān)技術(shù)操作行為的實(shí)際開展提供技術(shù)理念指導(dǎo)條件。

四、結(jié)語

針對(duì)數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)改進(jìn)方案，本文從數(shù)字化變電站設(shè)備運(yùn)行空間的的基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、變壓器保護(hù)工作的采樣技術(shù)系統(tǒng)，以及數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)的技術(shù)改進(jìn)方案三個(gè)基本方面展開了簡要論述。預(yù)期為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 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)，2010（04）.

[2] 陳海濱，卜明新，譚暢，張超，馮毅.數(shù)字化變電站變壓器保護(hù)改進(jìn)方案初探[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010（08）.

[3] 解曉東，湯磊.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)應(yīng)用問題研究[J].中國電力教育，2010（21）.

[4] 孟恒信，梁旭，劉愈倬，張悅.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)閉環(huán)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010（12）.

[5] 宋杰，高亮，馬愛清，凌震亞，劉建鋒.數(shù)字化變電站母線保護(hù)特性及改進(jìn)方案研究[J].華東電力，2011（01）.

作者簡介：靳勇（1983-），男，漢族，北京人，北京鐵路電氣化學(xué)校，助理實(shí)驗(yàn)師。