就地化繼電保護(hù)技術(shù)的方案研究

薛雯文 張蕊

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷改革發(fā)展，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)技術(shù)也發(fā)生了較大的變化，繼電保護(hù)技術(shù)在電力維護(hù)方面具有重要意義，起到保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的作用?，F(xiàn)階段，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，提升了繼電保護(hù)技術(shù)，使其更加智能化，進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)綜合發(fā)展。因此，本文就就地化繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析與研究，并提出建議。

關(guān)鍵詞：變電站；就地化；繼電保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.182

0 前言

目前，隨著信息技術(shù)的廣泛運(yùn)用，電力系統(tǒng)也逐步智能化，智能電網(wǎng)以及分布式繼電保護(hù)設(shè)備都發(fā)生了較大的變化，快速發(fā)展的同時(shí)繼電保護(hù)裝置站也發(fā)生了相應(yīng)的變化，其中控層設(shè)備以及間隔層設(shè)備距離逐步加大，考慮到后期電纜的使用成本、運(yùn)維復(fù)雜程度以及信息遠(yuǎn)程控制難的問題，在變電轉(zhuǎn)就地化保護(hù)控制層引入無線通信技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 設(shè)備軟硬件可靠性設(shè)計(jì)要求

1.1 環(huán)境方面的設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)要求中對環(huán)境的要求較為重視，主要滿足三方面的要求：一是就地化繼電保護(hù)應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性；二是氣候環(huán)境的適應(yīng)性；三是電磁環(huán)境的適應(yīng)性。

1.2 性能方面的設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)要求中性能方面需要關(guān)注兩點(diǎn)：一是機(jī)械性能；二是保障二次回路的可靠性。其一，在空間以及地理?xiàng)l件許可的前提下，充分考慮外界環(huán)境因素給就地化機(jī)電保護(hù)裝置所帶來的破壞，合理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，采取較強(qiáng)的輔助支撐工具對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，另外還可以借助彈性材質(zhì)的吸收作用，對可能由外界環(huán)境引起的能量進(jìn)行干擾，對內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)。其二，通過精簡裝置接口，達(dá)到二次回路接線的便捷性。在使用過程中，采用防誤插鍵位的設(shè)計(jì)、帶有辨識度較高的色彩區(qū)分，有效降低不同回路串接的可能性，實(shí)現(xiàn)即插即用、安全可靠插接使用的目的[1]。

2 跨間隔設(shè)備就地化技術(shù)

2.1 分布式保護(hù)環(huán)網(wǎng)配置方案

跨間隔保護(hù)裝置對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求極高，它需要同時(shí)獲取多組間隔電壓以及電流數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)集中式保護(hù)相比，傳統(tǒng)保護(hù)方案是將所有的間隔采樣回路以及進(jìn)出進(jìn)入回路固定在同一臺(tái)繼電保護(hù)設(shè)備上，這一現(xiàn)象對回路接線要求極高，另外所有線路集中在一臺(tái)設(shè)備上，對設(shè)備的軟硬件都造成極大的壓力，不僅功耗過高，此外，運(yùn)行效率也有所降低，在很大程度上難以實(shí)現(xiàn)無防護(hù)安裝目的。要想實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)技術(shù)就地化的目的，采取新的架構(gòu)以及模式顯得十分有必要。

2.2 環(huán)網(wǎng)可靠性設(shè)計(jì)

想要實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)可靠性設(shè)計(jì)的目的，借助具有高操作性且無縫冗余環(huán)網(wǎng)HSR技術(shù)是唯一途徑。這一技術(shù)的原理是利用內(nèi)部協(xié)議功能將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，在子機(jī)上同時(shí)借助兩個(gè)環(huán)網(wǎng)上發(fā)送數(shù)據(jù)包，做好數(shù)據(jù)備份工作，防止數(shù)據(jù)丟失損毀。鑒于此，每一個(gè)數(shù)據(jù)包都進(jìn)行了備份，那么就應(yīng)該相應(yīng)的制定配置丟棄方案。當(dāng)子機(jī)節(jié)點(diǎn)收到環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)時(shí)，首先進(jìn)行解析，假設(shè)收到其他子機(jī)的數(shù)據(jù)包，就相應(yīng)的將數(shù)據(jù)解析后定向發(fā)送給需要保護(hù)的裝置使用；假設(shè)收到本機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，這就意味著該數(shù)據(jù)包已經(jīng)在整個(gè)環(huán)網(wǎng)中都過了一遍，這時(shí)就可以對其進(jìn)行刪除[2]。

2.3 環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)同步技術(shù)

環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)同步技術(shù)的原理是在鏈路收發(fā)回路延時(shí)一致的基礎(chǔ)上，借助對稱法計(jì)算方法，對各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的鏈路傳輸延時(shí)Tlink，利用IEEE1588協(xié)議條款輸入口令，請求報(bào)文以及回復(fù)報(bào)文，從而對節(jié)點(diǎn)之間的鏈路延時(shí)進(jìn)行計(jì)算；此外，當(dāng)需要增加1個(gè)報(bào)文時(shí)，需要對各個(gè)節(jié)點(diǎn)的駐留延時(shí)進(jìn)行修正，也就是說，第n和m之間的間隔延時(shí)就用Tmn進(jìn)行表述。當(dāng)兩臺(tái)機(jī)子之間的間隔延時(shí)計(jì)算出來后，借助插值同步計(jì)算法，保障每個(gè)間隔采樣值都能同步。另一方面。要想保障節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間同步的準(zhǔn)確度，環(huán)網(wǎng)接口應(yīng)設(shè)置較高的帶寬，通信接口應(yīng)使用品牌接口，有關(guān)總延時(shí)與延時(shí)抖動(dòng)之間的間隔時(shí)間要求為不得大于15ns，收發(fā)報(bào)文、回復(fù)報(bào)文以及設(shè)備時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)器的頻率也有所要求，控制在125Mhz左右。當(dāng)報(bào)文時(shí)，它的延時(shí)誤差不得大于16ns。假設(shè)環(huán)內(nèi)節(jié)點(diǎn)有30個(gè)，那么有以太網(wǎng)、報(bào)文時(shí)引發(fā)的延時(shí)誤差數(shù)據(jù)之和不得大于930ns，這一技術(shù)原理完全符合精度誤差在±10μs的設(shè)計(jì)要求?？玳g隔保護(hù)技術(shù)有兩種操作模式，一是無主模式，即每個(gè)子機(jī)都能獨(dú)立自動(dòng)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)邏輯保護(hù)判斷；二是有主模式，在環(huán)網(wǎng)中固定一臺(tái)主機(jī)，主機(jī)操控子機(jī)，通過操作主機(jī)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)邏輯計(jì)算程序，而各個(gè)子機(jī)只需完成數(shù)據(jù)采集、分析并執(zhí)行主機(jī)的操作命令[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，對智能化變電轉(zhuǎn)實(shí)施繼電保護(hù)就地化是對其進(jìn)行一定程度上的總結(jié)與提升，通過精簡電力回路，從而提升電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，此外，精簡設(shè)備也能促進(jìn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率的提升，提升設(shè)計(jì)技術(shù)也能改善機(jī)電保護(hù)裝置的安全性。另一方面，運(yùn)用小型的、就地化保護(hù)思路，取代保護(hù)小房的作用，還能起到節(jié)約土地的作用；在設(shè)計(jì)方面，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的設(shè)計(jì)要求，時(shí)間繼電保護(hù)裝置能夠即插即用，一方面起到降低運(yùn)維成本的作用，另一方面起到促進(jìn)工作效率提升的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋爽，喬星金，卜強(qiáng)生，宋亮亮，高磊.智能變電站就地化繼電保護(hù)技術(shù)方案研究[J].電力工程技術(shù)，2018，37（02）：83-88.

[2]陳福鋒，俞春林，張堯，李玉平，董貝，陳琦，薛明軍，王勝，陳新之，趙謙.變電站繼電保護(hù)就地化整體解決方案研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2017，37（10）：204-210.

[3]王鵬飛.變電站繼電保護(hù)就地化整體解決方案研究[J].通訊世界，2017（23）：126-127.

作者簡介：薛雯文（1991-），女，山東聊城人，本科，高級工，助理工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)。