數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)對(duì)策

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 葛 蕾

近年供電系統(tǒng)的科技水平有了顯著提高，生產(chǎn)與生活越發(fā)地離不開電力資源，這也使得我國變電站進(jìn)入了數(shù)字化階段。相對(duì)傳統(tǒng)的變電站而言，這種新型的變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)具有更多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不僅可有效降低繼電保護(hù)故障的發(fā)生率，還能為繼電保護(hù)的安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，同時(shí)提高繼電保護(hù)測(cè)試的精準(zhǔn)性[1]。

1 數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 數(shù)字化保護(hù)測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)

通用性。就現(xiàn)階段實(shí)際情況來看，數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)是IEC60044-7-8以及IEC61850-9-2，主要負(fù)責(zé)對(duì)采樣數(shù)據(jù)的整理與分析，在數(shù)字化變電站發(fā)展中有著非常重要的位置。其中IEC60044主要是采用FT3幀格式來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的報(bào)文傳遞，這種方式相對(duì)來說速度較慢，主要是以傳遞模式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，在一定程度上會(huì)影響采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實(shí)效性。而IEC61850則有所不同，其接口為以太網(wǎng)接口，其中61850-1是按照點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單項(xiàng)傳輸方式，61850-2是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，兩種方式都有較快的傳輸速度，且能實(shí)現(xiàn)資源全網(wǎng)共享，在當(dāng)前時(shí)代發(fā)展進(jìn)程中有著非常突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

實(shí)時(shí)性。數(shù)字化保護(hù)測(cè)試技術(shù)還具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，這里所指的主要是測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，想要更好地滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求，就須確保測(cè)試系統(tǒng)滿足實(shí)時(shí)性的條件。通常情況來說，測(cè)試體系涉及到非常多的操作環(huán)節(jié)，比如采樣值數(shù)據(jù)的打包發(fā)送、電磁暫態(tài)仿真計(jì)算等，在這個(gè)過程中，通信接口的數(shù)據(jù)處理時(shí)間會(huì)受到外部因素的制約，而導(dǎo)致系統(tǒng)技術(shù)無法滿足實(shí)際要求。因此必須要確保速度，保證各個(gè)環(huán)節(jié)間數(shù)據(jù)傳輸接口的良好連接，這樣才能更好地滿足系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)時(shí)性要求[2]。

同步性。在數(shù)字化變電站繼電保護(hù)中，所謂的同步性主要是指信號(hào)傳遞的同步，是保證數(shù)據(jù)傳輸真實(shí)有效的關(guān)鍵內(nèi)容。由于電壓和電流數(shù)據(jù)在系統(tǒng)保護(hù)當(dāng)中起到了非常重要的作用，一旦當(dāng)系統(tǒng)中各單位間的信號(hào)傳輸無法達(dá)到同步，則極有可能影響后續(xù)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性，使得采樣數(shù)據(jù)來源對(duì)象出現(xiàn)不一致的情況，進(jìn)而導(dǎo)致相位及幅值間產(chǎn)生誤差，直接影響到系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量?；诖?，須確保數(shù)字化保護(hù)測(cè)試技術(shù)具備同步性特征，以減少因相位和幅值出現(xiàn)誤差而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)錯(cuò)誤運(yùn)行的情況，確保測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并為電力設(shè)施應(yīng)用情況的分析提供依據(jù)。

1.2 數(shù)字化保護(hù)與傳統(tǒng)保護(hù)的差別

硬件設(shè)施有一定差別。傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的硬件設(shè)施主要由數(shù)據(jù)信息分析處理單元、模擬量的輸入接口、通信交流接口以及開關(guān)量的輸入接口等組成，這些設(shè)施都與系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量息息相關(guān)。而數(shù)字化變電站繼電保護(hù)則有所不同，通過相關(guān)調(diào)查可發(fā)現(xiàn)，ECT/EVT數(shù)字信號(hào)是其主要的數(shù)據(jù)來源，與以往的繼電保護(hù)方式相對(duì)比，之所以會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理方式和接收方式存在較大差異，主要原因在于兩者結(jié)構(gòu)上的不同，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)所涉及的硬件設(shè)施主要有以下部分：光接口單元、人機(jī)接口、中央處理單元等。通過對(duì)比就可發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化保護(hù)在信號(hào)采集和傳輸方面有著更為優(yōu)秀的作用，不僅信號(hào)傳輸更為精密，且更有保障[3]。

信號(hào)傳輸方式的不同。通過對(duì)新舊變電站的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)變電站是依靠電纜傳輸，在具體的傳輸過程中，通常是先將模擬信息傳遞到保護(hù)裝置處，之后再將這一信息進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后再傳送到監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中。而數(shù)字化變電站保護(hù)系統(tǒng)則有所不同，主要是借助光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，采樣值轉(zhuǎn)化為信號(hào)的這一過程中通常在過程層的互感器中得以進(jìn)行，對(duì)于當(dāng)前社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀來說，這種信號(hào)傳輸方式更受青睞，想要確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性，就必須要研發(fā)全新的保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)，以便更好地滿足系統(tǒng)實(shí)際需求。

2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的具體構(gòu)建

構(gòu)建硬件平臺(tái)。硬件平臺(tái)的構(gòu)建是變電站繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)滿足數(shù)字化要求的前提和基礎(chǔ)，想要達(dá)到這一要求，就須完善系統(tǒng)內(nèi)的各種檢測(cè)結(jié)構(gòu)，以確保各種弱電壓都能滿足規(guī)定要求。就現(xiàn)階段實(shí)際情況看，電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置占據(jù)著非常重要的位置，是測(cè)試平臺(tái)的關(guān)鍵設(shè)備，其簡(jiǎn)稱為ADPSS，同時(shí)該裝置還配備了帶模轉(zhuǎn)換單元PWF-2T，也可將其簡(jiǎn)單理解為光數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，其能對(duì)ADPSS輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而更好的滿足采樣要求的報(bào)文形式。此外PWF-2T在一定條件下還能解析GOOSE動(dòng)作信號(hào)，并反饋給ADPSS，由于該仿真裝置的機(jī)群服務(wù)器性能較高，將其與通信網(wǎng)絡(luò)作為傳輸條件，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試，并獲得更為全面、客觀的測(cè)試結(jié)果。

構(gòu)建測(cè)試模型。電力系統(tǒng)分析綜合程序是ADPSS的關(guān)鍵軟件，簡(jiǎn)單來說就是指PSASP，通常都有著很好的可靠性，在具體的應(yīng)用過程中能發(fā)揮非常大的作用。將PSASP作為運(yùn)行程序來創(chuàng)建電磁模型，不僅能實(shí)現(xiàn)高精度模式下的仿真計(jì)算，某種程度上還能對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行輸入，從而可更精準(zhǔn)地模擬出故障類型，并以此作為依據(jù)來判斷給出動(dòng)作是否正確。在測(cè)試模型的構(gòu)建過程中，還能對(duì)電磁模型中的故障位置、類型等信息進(jìn)行自主設(shè)置，甚至還能進(jìn)行復(fù)合故障的模擬，從而更好地保證測(cè)試數(shù)據(jù)的真實(shí)性與完整性。

實(shí)施校線上電。通過對(duì)數(shù)字化保護(hù)測(cè)試技術(shù)的分析與研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)具有很好的應(yīng)用性，將其運(yùn)用到變電站繼電保護(hù)中有著重要意義，為使其更好地發(fā)揮作用，還需對(duì)部分裝置進(jìn)行校線上電，充分做好前期的準(zhǔn)備工作，防止不合規(guī)的行為出現(xiàn)，保證變電站繼電保護(hù)測(cè)試的有序開展。在實(shí)際實(shí)施中，如果是對(duì)裝置電源部分的校線上電，通常需先對(duì)裝置進(jìn)行詳細(xì)且全面的檢查，之后再根據(jù)相關(guān)的應(yīng)用要求對(duì)裝置進(jìn)行上電處理，以改善當(dāng)前的環(huán)境，確保不會(huì)引發(fā)故障或安全隱患。如果是對(duì)迎接點(diǎn)信號(hào)的校線上電，則也需遵循相關(guān)的規(guī)范要求，全方位地檢查開關(guān)、刀閘及電氣回路等部件，之后才能進(jìn)行上電處理[4-5]。

加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。就當(dāng)前實(shí)際情況來看，想要充分發(fā)揮數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用效果，還須加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，這也是非常重要的一項(xiàng)測(cè)試環(huán)節(jié)，主要涉及一致性測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試等內(nèi)容。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試前需確保網(wǎng)絡(luò)連接良好，如網(wǎng)絡(luò)信號(hào)較差則很難確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性，因此須保證網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行，這樣才能對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行全方位的測(cè)定，并檢測(cè)出系統(tǒng)運(yùn)行的整體情況是否存在安全隱患，以便為后續(xù)繼電保護(hù)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。

3 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用策略

加大對(duì)相關(guān)裝置的管理。在現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展背景下，數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的受重視程度越來越高，想要使其發(fā)揮更大的應(yīng)用效果，則必須要做好對(duì)各種類型裝置的管理工作，保障這些裝置的良好運(yùn)行?；诖?，在具體的管理過程中，首先需要對(duì)各類裝置的使用性能進(jìn)行全方位的監(jiān)督與管理，確保其使用效果能滿足各方面的基本需求，這樣才充分展現(xiàn)出繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，更好地保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，還需要加強(qiáng)對(duì)這些裝置的質(zhì)量管理，應(yīng)當(dāng)安排相關(guān)人員從裝置設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)就進(jìn)行質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制好出廠裝置的質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)當(dāng)不予出廠，防止其出現(xiàn)在具體的電力設(shè)備當(dāng)中。

把握好具體的安裝環(huán)節(jié)。想要進(jìn)一步提升數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用水平，除了要重視對(duì)各類裝置的質(zhì)量管理之外，還不能忽視對(duì)設(shè)備的安裝實(shí)施環(huán)節(jié)，如果沒有控制好這一階段的質(zhì)量工作，那么也很難達(dá)到預(yù)期的應(yīng)用效果?；诖?，在具體的安裝實(shí)施過程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)的安裝流程進(jìn)行各項(xiàng)裝置的安裝，并充分考慮到數(shù)字化變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，防止出現(xiàn)安裝過程中出現(xiàn)故障而影響變電站的正常運(yùn)行。除此之外，由于數(shù)字化變電站自身規(guī)模越來越大，在安裝過程中所面臨的環(huán)境也更加復(fù)雜，如果沒有做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，就會(huì)大大影響安裝效果，因此工作人員還應(yīng)當(dāng)提前對(duì)數(shù)字化變電站進(jìn)行全方位的檢查，盡可能地降低外部因素的影響力，保障安裝工作的順利進(jìn)行。

提升管理人員技術(shù)能力。在新時(shí)期社會(huì)高速發(fā)展的當(dāng)下，人才管理是一個(gè)企業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，為了更好地發(fā)揮數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提升其使用價(jià)值和效果，還必須要對(duì)管理人員的技術(shù)能力進(jìn)行有效培訓(xùn)，切實(shí)提高管理隊(duì)伍的綜合實(shí)力，更好地保障繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的實(shí)施效果。基于此，在具體得實(shí)施過程中，應(yīng)當(dāng)定期安排相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)與技術(shù)研討會(huì)，對(duì)當(dāng)前變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的問題進(jìn)行詳細(xì)分析與討論，以制定出更符合實(shí)際的管理方法與技術(shù)手段，更好地保障繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的有效應(yīng)用，并確保數(shù)字化變電站能夠更好地為人們提供穩(wěn)定可靠的電力服務(wù)。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)加大技術(shù)研發(fā)力度，不斷學(xué)習(xí)和探究新的技術(shù)理念與方法，提升管理人員的技術(shù)管理水平，更好地保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

加大對(duì)周圍環(huán)境關(guān)注度。通過對(duì)數(shù)字化變電站的相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中，極易受到外部環(huán)境因素的影響，使得最終的測(cè)試效果并不能滿足實(shí)際要求，甚至還有可能影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，難以保障人們生產(chǎn)生活方面的電力需要，因此必須要做好環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，盡可能地降低環(huán)境對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的干擾。另外，當(dāng)今社會(huì)更提倡綠色環(huán)保生態(tài)的發(fā)展理念，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)想要獲得更大的發(fā)展前景，也必須要與時(shí)俱進(jìn)，加大對(duì)周圍環(huán)境的關(guān)注力度，這樣不僅可減少隱藏風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，同時(shí)還能很好地保護(hù)周圍環(huán)境，使繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)可更好地發(fā)揮作用。

4 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的未來發(fā)展

當(dāng)前概念技術(shù)的缺失。就現(xiàn)階段實(shí)際情況來看，我國電力系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模越來越大，極大地推動(dòng)了我國電力行業(yè)的發(fā)展。在這樣的背景下，很多傳統(tǒng)的電力技術(shù)都已被淘汰，數(shù)字化變電站的出現(xiàn)成為必然趨勢(shì)，而繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)是保障數(shù)字化變電站得以持續(xù)發(fā)展的重要前提。雖然目前我國數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)取得了一定的成就，在具體的使用過程中也發(fā)揮了較大的作用，但實(shí)際上仍存在“重開發(fā)研究、輕已開發(fā)技術(shù)測(cè)試”的現(xiàn)象，導(dǎo)致繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)水平提升緩慢，極大地阻礙了我國電力系統(tǒng)的行業(yè)發(fā)展步伐。

未來技術(shù)的發(fā)展方向?，F(xiàn)階段，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)存在的一個(gè)最主要問題，就是其還無法滿足數(shù)字化保護(hù)裝置的測(cè)試要求，因此未來的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)圍繞這這一問題展開，持續(xù)加大對(duì)該測(cè)試技術(shù)的深入研究，尤其是要重視對(duì)閉環(huán)測(cè)試的研究工作。目前情況來看，IEC-61850的應(yīng)用十分廣泛，其能夠最大程度地滿足互操作要求，但由于采用的是串行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輸入數(shù)字信號(hào)，還需要持續(xù)加強(qiáng)對(duì)這一方面的研究工作，重點(diǎn)研發(fā)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)測(cè)試裝置，這樣才能推動(dòng)數(shù)字化變電站的進(jìn)一步發(fā)展。

5 結(jié)語

在我國科技水平持續(xù)攀升的背景下，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的出現(xiàn)給人們的生產(chǎn)生活都帶來了非常顯著的影響，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)繼電保護(hù)的不足，而且還促進(jìn)了我國電力事業(yè)的長(zhǎng)效發(fā)展?；诖?，相關(guān)技術(shù)人員必須要加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化變電站的深入研究，并分析數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)，以及其在測(cè)試中的運(yùn)行方法與構(gòu)建對(duì)策，這樣才能為系統(tǒng)的正常運(yùn)行做出有效保障，提高繼電保護(hù)的應(yīng)用性，從而更好地滿足人們的用電需求。