數(shù)字化變電站繼電保護(hù)二次裝置適應(yīng)性研究

代念萍　張經(jīng)緯　（國網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司，重慶　400039）

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)二次裝置適應(yīng)性研究

代念萍張經(jīng)緯
（國網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司，重慶400039）

伴隨著國民經(jīng)濟(jì)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化技術(shù)和微電子技術(shù)等的飛速發(fā)展，數(shù)字化變電站應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字化變電站在提升人們生產(chǎn)和生活質(zhì)量方面發(fā)揮著越來越重要的作用。繼電保護(hù)二次裝置在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用以及表現(xiàn)出的一些適應(yīng)性的問題也普遍受到人們的重視。

數(shù)字化變電站；繼電保護(hù)；適應(yīng)性

變電站對(duì)整個(gè)電力電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行發(fā)揮著巨大的作用。本文就數(shù)字化變電站的發(fā)展入手，對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)二次裝置的適應(yīng)性進(jìn)行簡單的探討。目前我國的數(shù)字化變電站主要沿用傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，其與數(shù)字化變電站的電子式互感器、過程層網(wǎng)絡(luò)等一些較復(fù)雜的設(shè)備元件的適用性還有待提高。

一、國內(nèi)外數(shù)字化變電站發(fā)展背景及我國國產(chǎn)數(shù)字化變電設(shè)備情況

自20世紀(jì)50年代起，一些國家便開始對(duì)數(shù)字化變電站進(jìn)行研究，直到20世紀(jì)末，建立在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的用來連接ABB、ALSTOM和SIEMENS的IEC61850-8-1得以實(shí)現(xiàn)。我國國產(chǎn)的數(shù)字化變電站主設(shè)備主要由智能化互感器、開關(guān)等其他一次設(shè)備和具備過程層通信接口的二次設(shè)備構(gòu)成。智能化互感器用來輸出數(shù)字信號(hào)，其涵蓋的電壓范圍為10kV～500kV，其中有些產(chǎn)品已與世界先進(jìn)水平相當(dāng)。而我國在智能開關(guān)設(shè)備等其他智能一次設(shè)備的研發(fā)發(fā)面還有很大欠缺，為此，我國采取了在一次設(shè)備端子箱安裝智能終端的方法，用來收集設(shè)備狀態(tài)信號(hào)和控制操作設(shè)備，通過光纖通信實(shí)現(xiàn)與二次設(shè)備間的信息交換。

二、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的基本特征

（一）與原有的變電站繼電保護(hù)的設(shè)備進(jìn)行對(duì)比，數(shù)字化的變電站不會(huì)在進(jìn)行復(fù)雜的處理了，也不用在使用的過程中運(yùn)用微處理器，在集成電路的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)化的集成，通過自動(dòng)化的信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，通過對(duì)通信系統(tǒng)、接口和出口等不同的裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成數(shù)字化傳輸?shù)膯卧?/p>

（二）無論傳統(tǒng)的變電站繼電保護(hù)裝置，還是數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置，接口都是整個(gè)變電站繼電保護(hù)裝置順利運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的接口實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的信號(hào)傳輸，比起傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，它使變電站的管理更為便捷。數(shù)字化變電站的采用的一次設(shè)備是電子互感器，它以光數(shù)學(xué)信號(hào)的形式，將采集的信息傳遞到低壓端，然后經(jīng)過MU系統(tǒng)的處理，得到符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量，進(jìn)而輸出.這樣，繼電保護(hù)裝置接口模塊的結(jié)構(gòu)更為緊湊，其傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)據(jù)也更為精確。

三、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的相關(guān)適應(yīng)性的簡單分析

（一）數(shù)字化變電站運(yùn)用了不同信號(hào)的傳感器，這種傳感器是電子式的，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的傳感，繼電保護(hù)的裝置在數(shù)字化傳感器的影響下，與其他的設(shè)備不能兼容，形成了不同的適應(yīng)能力，互感器的電子化水平根據(jù)不同的型號(hào)進(jìn)行使用，其功能也是多元化的，互感器根據(jù)其功能的不同可以分為電源式的互感器和電子式的互感器。就目前我國電子互感器的市場(chǎng)應(yīng)用情況來看，根據(jù)不同的制作工藝和基于不同原理生產(chǎn)的電子式互感器多種多樣，也因此使得其與繼電保護(hù)裝置的相互適應(yīng)性有一些差異，主要表現(xiàn)在測(cè)量延時(shí)差異和量程差異上。

1不同類型的互感器，在電子運(yùn)行的情況下，在進(jìn)行繼電保護(hù)的過程中，會(huì)形成一定的誤差，這對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)保護(hù)的穩(wěn)定性下降，所以，在運(yùn)用互感器的時(shí)候，結(jié)合電子系統(tǒng)，應(yīng)該先對(duì)誤差進(jìn)行估測(cè)，然后在產(chǎn)生誤差的時(shí)候可以及時(shí)采取措施，從而能夠進(jìn)行全面而穩(wěn)定的繼電保護(hù)，使電力系統(tǒng)能夠順利地運(yùn)行。

2當(dāng)電子式互感器的輸出量程的范圍同繼電保護(hù)裝置的測(cè)量范圍相比較小時(shí)，容易造成波形穿心畸形的現(xiàn)象。對(duì)同一個(gè)測(cè)量值，只要電子式互感器的量程范圍不同，測(cè)量的結(jié)果就可能不同。所以，在運(yùn)用數(shù)字化的變電器的時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合具體的應(yīng)用請(qǐng)，選擇合適型號(hào)的變電器，使繼電保護(hù)裝置可以與互感器能夠匹配，避免電子互感器出現(xiàn)量程差異的現(xiàn)象，最好選擇相同量程的同一型號(hào)的產(chǎn)品，從而最大程度地減少對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響。

（二）在數(shù)字化的變電站中，實(shí)施繼電保護(hù)的過程中，繼電保護(hù)的措施一般是運(yùn)用組網(wǎng)的方法，在原有的變電站的保護(hù)過程中，繼電保護(hù)的效率不高，而且時(shí)間比較長，在電力系統(tǒng)中，如果電網(wǎng)的電壓比較大，繼電保護(hù)循環(huán)的時(shí)間就會(huì)比較長，而且在保護(hù)的過程只能夠不能進(jìn)行全方位的保護(hù)，影響了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，繼電保護(hù)的時(shí)間越長，就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)活動(dòng)的面積越大.在數(shù)字化的繼電保護(hù)中，可以運(yùn)用互感器，互感器可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，如果電力系統(tǒng)在運(yùn)行，就可以將繼電保護(hù)延時(shí)，從而能夠確保電力系統(tǒng)在接受繼電保護(hù)的過程中是停止運(yùn)行的，以免使電力系統(tǒng)的故障嚴(yán)重化。

（三）在數(shù)字化變電站進(jìn)行繼電保護(hù)的過程中，很容易出現(xiàn)傳感器接收不到信號(hào)的問題，而且數(shù)據(jù)不能完全地顯示出來，這是因?yàn)殡娮邮交ジ衅鞯膫鬏斶^程受到很多因素的影響，如機(jī)器故障、外界干擾等，受到外界的干擾后，數(shù)據(jù)就不能完全地顯示，在進(jìn)行繼電保護(hù)的過程中就容易產(chǎn)生誤差，造成繼電保護(hù)裝置發(fā)生錯(cuò)誤的判斷和動(dòng)作。在實(shí)際工作中，應(yīng)該積極改進(jìn)判斷故障的試驗(yàn)和方法，加強(qiáng)對(duì)電子式互感器的測(cè)試力度，減少對(duì)繼電保護(hù)裝置的不利影響，避免其發(fā)生誤動(dòng)作。

（四）在原有的變電站進(jìn)行繼電保護(hù)的過程中，通過建模的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的收集和對(duì)數(shù)據(jù)的分析，在數(shù)字化的繼電保護(hù)過程中，可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動(dòng)化的收集數(shù)據(jù)，而且在數(shù)據(jù)接收的過程中比較及時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)延時(shí)的問題，在傳輸數(shù)據(jù)的過程中不會(huì)出現(xiàn)不同步的問題，而且能夠使互感器的運(yùn)行與繼電保護(hù)的過程協(xié)調(diào)起來，通過采取統(tǒng)一的外部時(shí)鐘源及采取合并單元差值計(jì)算的方法，盡最大可能使數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)同步。

結(jié)語

現(xiàn)在，我國的電力行業(yè)發(fā)展迅速，電力的傳輸效率越來越高，傳輸?shù)男Ч苍絹碓胶茫陔娏鬏數(shù)倪^程中運(yùn)用了很多設(shè)備和電力系統(tǒng)，這時(shí)，就要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。目前我國的數(shù)字化變電站還有很大一部分采用傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)裝置與電子式互感器、過程層網(wǎng)絡(luò)的配套運(yùn)行中還存在一些問題，應(yīng)該在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中對(duì)數(shù)字化的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行分析，從而提高電力部門的供電效率。

[1]王超，王慧芳，張弛，劉瑋，李一泉，何奔騰.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性建模研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（03）：8-13.

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