數字化變電站繼電保護適應性研究

朱偉

摘 要：電力與人們的生活息息相關，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性對人們的工作生活有著重要的影響。隨著科學技術的不斷發(fā)展，數字化技術逐漸在社會各個領域得到了廣泛運用，數字化變電站也逐漸得到了推廣，變電站繼電保護適應性問題越來越受到人們的關注。相關人員應加強對這一問題的分析，積極尋求解決方案予以解決，以保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。文章就數字化變電站繼電保護適應性進行了研究分析。

關鍵詞：數字化；變電站；繼電保護；適應性

前言

近年來，我國經濟發(fā)展迅速，人們的用電需求日益上升，并對供電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。為滿足人們需求，我國加強了對數字化變電站的建設，并開始廣泛運用繼電保護裝置，現階段繼電保護系統(tǒng)中還存在著一些問題，無法充分滿足其適應性要求，因此，需要相關人員加強對繼電保護適應性問題的研究，以促進智能電網建設。

1 數字化變電站相關概述

數字化變電站就是將變電站處理的模擬信息量轉化成數字信息量[1]。并能夠實現信息共享，將一次設備和二次設備建立在統(tǒng)一的通信基礎上，實現數據收集的數字化、系統(tǒng)結構的緊湊化等。數字化變電站不僅具有傳統(tǒng)變電站無法相比的自動化優(yōu)勢，更具備了安全性高、經濟效益好、測量精準度高等特點，是我國智能電網建設的重要內容。

2 數字化繼電保護裝置特點

與傳統(tǒng)繼電保護裝置相比，數字化繼電保護裝置的微處理器功能更為豐富，主要由數字電路構成，其中具備多個可選擇接口。對數據信息的收集采用電子式互感器，而不是利用傳統(tǒng)的數據單元獲取模擬量。

同時，數字化機電保護裝置的電子式互感器能夠對所收集信息進行處理，并利用內部光纖向低壓端傳輸相關數字信號，利用合并單元轉化成正確格式的數據，有效減少了在模數轉換的工作。

3 數字化變電站繼電保護適應性研究

3.1 對電子互感器適應性的研究

電子互感器類型不同，其原理也就不同[2]。數字化變電站中的電子互感器按照功能不同，可以分成兩種類型，分別為無源式電子互感器和有源式電子互感器，按照原理不同，可以分成光學原理互感器和Rogowski線圈原理互感器，同時，其型號等也有所不同，后期維修、量程等也存在一定的差異性。

測量延時誤差對繼電保護裝置能夠產生嚴重的影響，因此，在應用前，應首先對電子式互感器進行測量，一旦出現延時差異，則需要保護裝置設置一定延時補償，彌補延時誤差，避免對繼電保護裝置的影響。

電子式互感器中一旦出現量程差異，即測量值超出輸出量程上限或下限時，極易發(fā)生波形穿心畸形的情況。并且，在使用不同量程的電子式互感器時，對同一測量值的測量結果也有所不同，極有可能造成機電保護裝置誤動作。因此，相關人員在選購電子式互感器時，應盡量保證所用設備為相同廠家、相同型號，以避免量程差異對繼電保護裝置造成的影響。

3.2 過程層網絡與電子式互感器動作實時性的適應性研究

過程層組網方式與傳統(tǒng)方式相比，更能延長繼電保護動作時間。而繼電保護動作時間越短、制動面積會越小，穩(wěn)定性也會相對提高，這種情況在高壓電網中尤為明顯。過程層組網方式繼電保護動作時間延長的主要原因就是網絡延時、保護裝置采樣延時、電子互感器處理延時等。因此，相關人員應通過加強對繼電保護算法的完善、提升數據處理效率、優(yōu)化過程層網絡結構設計等手段，盡量減少繼電保護工作時間，提升穩(wěn)定性。

3.3 數字化繼電保護與電子式互感器采樣同步問題研究

數據采樣傳輸延時增大受電子式互感器與網絡設備與網絡設備影響[3]。對不同類型、品牌電子式互感器的運用也對數據傳輸差異性的形成產生影響，甚至會造成采樣延時等情況，因此，需要對數字變電站所采集的數據進行同步處理，以消除傳輸延時等造成的影響，實現數據采集時間的準確辨別和數字化變電站過程層、間隔層數據的同步。

在進行同步處理時，可以利用合并單元差值計算的方法，進行保護裝置和電子式互感器所采集數據的同步處理。或是利用站內統(tǒng)一時鐘法，對外部時鐘源進行統(tǒng)一設置，如GPS、伽利略衛(wèi)星等同步衛(wèi)星時鐘信號，并利用銣鐘等高精度電子鐘提升外部時鐘源的可靠性，使其能夠作為電子式互感器采樣數據處理的同步源。

4 數字化變電站繼電保護動態(tài)模擬測試方案

保護動作的快速性、靈敏性、可靠性等在數字化保護測試中具有重要的作用，是數字化保護測試的主要指標。現階段數字化變電站中所采用的電子式互感器，具有多間隔、多類型等特點，大大增加了對保護適應性的需求，同時，為提升對過程層網絡中不同異常情況的適應性，數字化保護裝置中也產生了多種閉鎖機制，需要相關人員對這些閉鎖機制進行合理的數字化保護測試，盡量延長有效保護時間。

結合數字化變電站網絡化和電子式互感器的實際情況，制定科學合理的數字化變電站繼電保護動態(tài)模擬測試方案，通過測試，對數字化變電站系統(tǒng)的功能和性能進行審查，以保證其符合設計標準，具有可行性。在特定的電網環(huán)境中，這一測試也能夠測試數字化保護的應用性能。測試的方法主要有模擬數字化變電站典型的系統(tǒng)和組網模式、模擬測試各種電器故障、對通信網絡和數字換變電站電子式互感器中可能存在的異常情況進行模擬測試，以及特定電網系統(tǒng)下，結合現有情況，對數字化變電站系統(tǒng)進行模擬等。

5 結束語

隨著人們用電需求的增長和科學技術的進步，我國積極開展數字化變電站建設工作，并廣泛運用繼電保護裝置。而數字化變電站繼電保護適應性也成為了人們關注的主要問題，相關人員應深入分析其中問題，總結經驗，利用先進科學技術有效解決這一問題，使數字化變電站繼電保護適應性、可靠性、安全性得以提升，實現我國配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和數字化變電站經濟效益最大化。

參考文獻

[1]周程.數字化變電站繼電保護適應性探討[J].經營管理者，2014，5（15）：379-380.

[2]黃悅.數字化變電站的繼電保護適應性分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2014，3（9）：72-73.

[3]羅媛.數字化變電站的繼電保護適應性分析[J].科技與企業(yè)，2013，12（24）：157-158.