數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置研究

周松華

摘 要：隨著人們物質(zhì)生活質(zhì)量的不斷提升，對(duì)于電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求更高，而伴隨著自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、光電技術(shù)等現(xiàn)代化高科技技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，數(shù)字化變電站的作用更加明顯。然而，如何做好數(shù)字化變電站的保護(hù)，保障其穩(wěn)定運(yùn)行是當(dāng)前必須要面對(duì)和加以解決的問(wèn)題。本文介紹了其相關(guān)概念并結(jié)合相關(guān)內(nèi)容分析了繼電保護(hù)優(yōu)化方案，以期對(duì)提升繼電保護(hù)有所參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：變電站 繼電保護(hù) 優(yōu)化配置

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，數(shù)字化變電站已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢(shì)，是推動(dòng)電力企業(yè)發(fā)展的重要項(xiàng)目。然而，對(duì)于數(shù)字化變電站的保護(hù)是保障其穩(wěn)定運(yùn)行并發(fā)揮作用的前提，其中繼電保護(hù)技術(shù)是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。因而，在當(dāng)今供電壓力日益增大的環(huán)境下，加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化變電站的保護(hù)意義重大。

1 數(shù)字化變電站技術(shù)

數(shù)字化變電站集合現(xiàn)代化光電技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是傳統(tǒng)變電站所無(wú)法比擬的，具備能夠在二次系統(tǒng)中改變信息應(yīng)用模式的優(yōu)勢(shì)，其技術(shù)特征主要在于數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化、系統(tǒng)分層的分布化和結(jié)構(gòu)的小型化另外，在上述技術(shù)的推動(dòng)下，數(shù)字化變電站的信息采集、輸出、處理更具自動(dòng)化，極大的提升了工作的便捷性和效率，降低了周圍設(shè)備可能存在的負(fù)面影響。

2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置方案

當(dāng)前對(duì)于數(shù)字化繼電站的保護(hù)優(yōu)化方案有常規(guī)保護(hù)和系統(tǒng)化保護(hù)兩套方法，特性均有不同，在實(shí)際使用中各有優(yōu)劣。在使用選擇過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)技術(shù)要求、資金情況、人力與物力配置等情況綜合考量。

2.1 常規(guī)保護(hù)配置方案

常規(guī)保護(hù)方案是基于原來(lái)的保護(hù)原理按對(duì)象進(jìn)行針對(duì)性的保護(hù)，與互感器保護(hù)的原理一致，不改變?cè)瓉?lái)的保護(hù)類型與邏輯圖，只是用數(shù)據(jù)采集光纖通信接口代替原有的插件。需要將原來(lái)的插件改為光纖通信接口，其中I/O改為GOOSE接口，CPU的處理方式也要相應(yīng)改變?yōu)橥ㄐ沤涌谶M(jìn)行。我們只需要根據(jù)壓板投退保留一些開(kāi)入，利用智能操作箱對(duì)其余的部分進(jìn)行取消或者轉(zhuǎn)移，由此以往實(shí)驗(yàn)與模擬工作即可無(wú)需在進(jìn)行，可直接進(jìn)行。而根據(jù)圖1中信息顯示，常規(guī)保護(hù)方案不僅較為復(fù)雜而且配置條件要求較高，增加了技術(shù)的難度和費(fèi)用的投入。即使常規(guī)保護(hù)方案更具穩(wěn)妥性，由傳統(tǒng)的保護(hù)升級(jí)到了數(shù)字化保護(hù)，使之優(yōu)勢(shì)凸出，但復(fù)雜性和高要求使之必然不能成為可持續(xù)運(yùn)用的方案。雖然變電站常規(guī)保護(hù)配置方案是當(dāng)下很多變電站常用的一種方式，但它具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)用設(shè)備多等缺點(diǎn)，難以滿足現(xiàn)代數(shù)字化或智能化變電站繼電保護(hù)要求。

2.2 數(shù)字化集成保護(hù)配置方案

科技在飛速發(fā)展，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)也在不斷的發(fā)展，而系統(tǒng)保護(hù)配置的意義就是在智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備的廣泛應(yīng)用以及IEC61850的基礎(chǔ)上，達(dá)到變電站內(nèi)信息共享和互操作的目的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的全面的保護(hù)，而系統(tǒng)保護(hù)配置也正是在此基礎(chǔ)上形成的一種保護(hù)配置方案。根據(jù)圖2中信息顯示，在雙重優(yōu)化配置原則指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化保護(hù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)兩套系統(tǒng)互不干擾，既能獨(dú)立運(yùn)行又可同時(shí)運(yùn)行，互相輔助。此外，兩套系統(tǒng)的配置原理相似，區(qū)別較小，雖運(yùn)行較為簡(jiǎn)單但分析全面。

上述系統(tǒng)化保護(hù)方案雖然在信息的獲取、問(wèn)題的分析、信息的共享方面具備明顯優(yōu)勢(shì)，但并非至善至美亦存在一定的不足。例如，在運(yùn)用中經(jīng)過(guò)多次的改善，系統(tǒng)化保護(hù)方案相比傳統(tǒng)保護(hù)雖然結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，裝置數(shù)量更少，運(yùn)行更簡(jiǎn)單，但在具體運(yùn)行中簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)對(duì)于相關(guān)配置的要求和性能提出了更高的要求，不僅考驗(yàn)著工作人員的技術(shù)水準(zhǔn)而且要求一定的經(jīng)濟(jì)支持。

變電站集成保護(hù)配置方案具體來(lái)說(shuō)，就是所有主變壓器上均安置一個(gè)MU合并單元，經(jīng)由不同光纖連接到系統(tǒng)保護(hù)裝置，10kv出線及電容器的接口經(jīng)由合并單元的交換機(jī)與保護(hù)裝置連接，且5回10kv出線及電容器的合并單元可用同一臺(tái)交換機(jī)。開(kāi)入開(kāi)出由系統(tǒng)保護(hù)測(cè)控裝置利用交換機(jī)經(jīng)由GOOSE網(wǎng)與智能開(kāi)關(guān)連接。此外，還要加強(qiáng)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)建設(shè)，如全數(shù)字化變電站動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)等，提高繼電保護(hù)等二次設(shè)備性能檢測(cè)精確度，充分發(fā)揮繼電保護(hù)等二次設(shè)備作用，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 主變保護(hù)配置方案

主變保護(hù)是保障變電站穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一，雖然以上介紹了諸多數(shù)字化變電站的保護(hù)方案但隨著社會(huì)的發(fā)展以及人們對(duì)于電力穩(wěn)定供應(yīng)要求的日益提升，保障變電站的穩(wěn)定運(yùn)行顯得各位重要。因此，對(duì)于主變保護(hù)的優(yōu)化方案的制定必須要做到科學(xué)化，合理化，慎重處理。主變保護(hù)配置主要采用了雙重化保護(hù)，其中一個(gè)是電量保護(hù)另外一個(gè)則是非電量保護(hù)。它的電量保護(hù)配置主要設(shè)置了軟壓板和硬壓板兩種，其中功能軟壓板負(fù)責(zé)投退。

細(xì)節(jié)決定成敗，尤其是高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的工作更應(yīng)該注重細(xì)節(jié)的把控。不論是常規(guī)性保護(hù)方案還是系統(tǒng)化的保護(hù)方案，都必須將細(xì)節(jié)做到位，消除隱患。如110KV這一特殊值，在進(jìn)行配置方案的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置，同時(shí)結(jié)合以往的資料作為參考，做到在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并制定針對(duì)性的措施加以處理，將危害與損失控制在最小范圍之內(nèi)，避免引起更大的事故和造成不必要的損失。此外，還應(yīng)重視過(guò)程層分布式母線保護(hù)。母線在電力系統(tǒng)中有著不可或缺的作用，也是常見(jiàn)故障之一，主要與二次接線復(fù)雜、擴(kuò)展性差等有關(guān)。分布式母線保護(hù)主要是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能短路器等裝置把母差保護(hù)中的復(fù)壓閉鎖元件給去掉，使母差保護(hù)邏輯簡(jiǎn)單化，間隔可獨(dú)立保護(hù)母線。

2.4 110KV特殊值和35KV與10KV饋線保護(hù)配置

在變電站繼電保護(hù)中尤其要注意110KV這一特殊數(shù)值，因其特殊性相當(dāng)于變電站的額定電壓，起到了關(guān)鍵性的參考意義，在每一個(gè)保護(hù)方案的設(shè)計(jì)中都應(yīng)該將之置于重要地位，不容忽視。在具體設(shè)置中與常規(guī)互感器的保護(hù)一樣，根據(jù)對(duì)象的特性進(jìn)行配置并保留其原有的類型與邏輯圖，不得加以改變。此外，傳統(tǒng)保護(hù)裝置中的交流兩插件被現(xiàn)代化光纖通信接口所代替，既提升自動(dòng)化功能又提升了效率，而且在數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的前提下更符合110kv電壓的運(yùn)行要求。同時(shí)，針對(duì)于110KV電壓特殊值的特點(diǎn)，在保護(hù)設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合實(shí)際技術(shù)條件等進(jìn)行優(yōu)化配置方案。

另外，饋線是數(shù)字化變電站繼電保護(hù)過(guò)程中的不可忽視的環(huán)節(jié)，其對(duì)于繼電保護(hù)的效果起到非常重要的作用。因而，在保護(hù)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)針對(duì)饋線進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)置。例如，對(duì)于35KV與10KV的饋線，兩者各具優(yōu)勢(shì)需加以區(qū)別對(duì)待。通常情況下為了保障不同線路的需求會(huì)使用MU合并單元，常常5回35KV出線同電容器能夠得到一個(gè)合并單元，并且通過(guò)一臺(tái)交換機(jī)接入保護(hù)裝置。而10KV和35KV不同，它和電容器之間無(wú)法采用合并單元，只能使用獨(dú)立的合并單元。由于母線的特性，在運(yùn)行過(guò)程中不僅需要采用并行設(shè)置而且需通過(guò)智能電壓進(jìn)行單元的切換，進(jìn)而達(dá)到運(yùn)行時(shí)數(shù)字化的智能切換的目的。

3 總結(jié)

綜上所述，數(shù)字化變電站保護(hù)方案在保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電力運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮重要作用，尤其是系統(tǒng)化保護(hù)方案在兩套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)下更具備優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前繼電保護(hù)的重要方案。然而，在當(dāng)前技術(shù)條件的限制下依舊存在不可避免的問(wèn)題，需要不斷加以研究和完善，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)與完善的保護(hù)方案進(jìn)而使之發(fā)揮出更大的功效。

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