數字化變電站繼電保護適應性研究

丁顯飛

(湖北省電力公司荊州供電公司,湖北 荊州 434000）

1 前言

隨著經濟與社會的快速發展，人們的生活水平不斷的提高，人們對低壓配電系統供電的穩定性、安全性以及可靠性的要求逐漸的提高，因此繼電保護裝置在數字化變電站中的應用也越來越廣泛。但是，通過對數字化變電站繼電保護裝置進行分析，發現繼電保護系統在數字化變電站應用的過程中，出現了頻率響應范圍小、安全性低、測量精度差等問題，不能夠滿足數字化變電站對于繼電保護裝置適應性和安全性的要求。因此，針對數字化變電站繼電保護適應性的研究具有非常重要的現實意義。

2 數字化變電站繼電保護適應性分析

2.1 繼電保護與不同原理、不同廠家的電子式互感器的適應性分析

數字化變電站中采用的電子式互感器根據能源提供方式的不同分為良好總，一種為無電源式，一種為有電源式。根據具體的原理可以將電子式互感器分為兩種，一種為基于光學原理，另一種基于Rogowski線圈原理。數字化變電站在進行采集數據的過程中，IEC/60044-8標準對電子式互感器制定了明確的要求，但是由于原理不同以及生產廠家不同，致使電子式互感器在數字化變電站使用的過程中存在一定的差異，具體的差異主要包括兩個方面：一方面，量程差異，如果測量值超過了電子式互感器的輸出量程的下限或者上限時，電子式互感器的波形將會發生變形，如果采用不同量程的電子式互感器，測量值超過其輸出范圍時，即使相同的測量值也會出現不同的測量結果，這就會導致繼電保護裝置出現誤動，為了防止因為量程不同對繼電保護裝置造成的影響，數字化變電站必須選擇同一廠家以及型號相同的電子式互感器；另一方面，測量延時差異，為了能夠消除測量延時誤差對繼電保護裝置的影響，數字化變電站必須對測量延時誤差進行精確的測量，如果測量出存在延時差異，繼電保護裝置必須設定相應的延時補償措施，防止延時差異對繼電保護裝置造成影響。

2.2 繼電保護與過程層網絡以及電子式互感器的適應性分析

數字化變電站與傳統變電站配置方案進行比較，在相同試驗環境下，數字化變電站過程層的保護動作時間相對較長。導致這種現象的原因是：在高壓電網中，如果跳閘的速度相對較快，則制動面積相對較小，穩定性也隨之增大，但是對于相間短路而言，很容易破壞該種穩定狀態，導致跳閘時間出現一個微小的差別，影響繼電保護系統的穩定性，為了提高繼電保護的動作速度，應該從以下幾個方面進行改善：其一，在進行數字化變電站的規劃過程中，應該優化過程層網絡結構的設計，不斷的提高整個網絡通信的實時性；其二，在進行保護算法的改進過程中，應該調整采樣的頻率，調整過后的電子式互感器發送采樣數據的頻率為原來的倍數，以此降低數據采集環節的時間；其三，提高電子式互感器的技術，能夠顯著的降低電子式互感器的處理延時；氣死，采用廣域保護系統對整個繼電保護系統進行監控，如果繼電保護系統出現故障時，可以根據當時的網絡拓撲結果，能夠在非常短的時間內將開關短太，有效的加快保護動作，保證廣域安全自動控制和繼電保護動作的一致性，這樣既能夠保證繼電保護系統的穩定性，又能夠實現繼電保護的自動化控制。

2.3 數字化變電站繼電保護與電子式互感器的采樣同步問題分析

數字化變電站繼電保護采用的電子式互感器和網絡設備導致數據在傳輸的過程中出現延遲，并且不同電子式互感器和網絡結構，導致傳輸數據在時序上存在一定的差異，導致采樣不能夠同步。因此，針對數字化變電站繼電保護與電子式互感器的采樣同步問題的研究顯得尤為重要。如何降低由于傳輸延時與時鐘同步差異導致的影響，保證采樣時刻的準確性，為數字化變電站繼電保護的關鍵。想要實現數字化變電站繼電保護與電子式互感器的采樣同步，應該從以下幾個方面入手：其一，將繼電保護裝置當作電子式互感器數據采集的同步源；其二，合并單元插值計算，該種方式能夠對繼電保護裝置接收的數據進行相應的處理；其三，采用相同的外部時鐘源，外部時鐘源可以沖淡電子式互感器采集數據的同步源。

3 數字化變電站繼電保護動態模擬測試方案

數字化變電站繼電保護動態模擬測試的作用主要包括兩個方面，一方面用于評估數字化變電站繼電保護在特定環境中的適應性；另一方面能夠考核數字化變電站繼電保護，在數字化變電站系統中的各項應用指標是能夠滿足相關設計標準以及應用要求。數字化變電站繼電保護動態模擬測試方案主要包括以下幾點內容：（1）數字化繼電保護裝置對所接收采樣數據延時越限時狀況的測試；（2）數字化繼電保護裝置對所接收數據丟幀狀況的測試；（3）數字化繼電保護裝置對所接收采樣數據畸變狀況的測試；（4）數字化繼電保護裝置對所接收數據中無效數據的測試；（5）數字化繼電保護裝置對異常狀況以及自身合并單元同步問題的測試；（6）數字化繼電保護裝置對所接收數據同步性以及同步異常狀況的測試；（7）數字化變繼電保護裝置對多原理電子式互感器使用狀況適應性的測試；（8）交換機負載變化狀況下適應性的測試；（9）過程層網絡交換機的性能測試。

4 結束語

總而言之，數字化變電站逐漸的從理論研究逐漸的轉向工程化的建設實施，數字化變電站繼電保護裝置對于保證整個系統的安全性、可靠性以及穩定性具有至關重要的作用。但是，繼電保護在數字化變電站中應用存在許多問題，影響了其作用的發揮，文章深入研究了數字化變電站繼電保護的適應性，希望能夠為繼電保護技術的研究人員提供一定的參考。

[1]李仲青，周澤昕，黃毅，周春霞等.數字化變電站繼電保護適應性研究[J].電網技術，2011(05):210-203.

[2]馮炬斌.數字化變電站繼電保護適應性分析[J].電子制作，2013(15):184.

[3]周程.數字化變電站繼電保護適應性探討[J].經營理者，2014(05):379.