淺談數(shù)字化變電站繼電保護技術

孫志國

內蒙古電力(集團)有限責任公司錫林郭勒電業(yè)局烏拉蓋供電分局

淺談數(shù)字化變電站繼電保護技術

孫志國

內蒙古電力(集團)有限責任公司錫林郭勒電業(yè)局烏拉蓋供電分局

隨著科學技術的不斷發(fā)展，當今社會已經逐漸進入到了數(shù)字化大時代，數(shù)字化技術已經被廣泛應用到電力系統(tǒng)運行中，數(shù)字化技術在變電站繼電保護中的應用也在進行不斷地改進和發(fā)展。但是由于數(shù)字化變電站處在不斷改造和發(fā)展過程中，為了能夠更好地適應未來技術的需求，數(shù)字化變電站繼電保護技術研究成為了備受關注問題。基于此，本文將著重分析探討數(shù)字化變電站繼電保護技術，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

數(shù)字化；變電站；繼電保護

1 數(shù)字化保護與傳統(tǒng)保護的區(qū)別

1.1 硬件區(qū)別

傳統(tǒng)的微機保護是由以下幾個部分構成的，即模擬量輸入接口單元﹑開關量輸出輸入接口﹑數(shù)據(jù)處理單元﹑人機接口﹑通信接口等。數(shù)字化保護與傳統(tǒng)的保護主要區(qū)別的是它的數(shù)據(jù)來源是ECT/ EVT的數(shù)字信號，包括光接口單元﹑中央處理單元﹑開入單元﹑開出單元﹑人機接口以及通信接口。

1.2 信號傳輸方式不同

傳統(tǒng)保護依靠電纜將采集到的模擬信號傳輸?shù)奖Ｗo裝置，裝置轉換模數(shù)后處理數(shù)據(jù)，信號傳輸依賴于電纜。而數(shù)字化保護跳閘信號的傳輸依靠光纖以太網，代替了傳統(tǒng)的電纜硬接線方式。數(shù)字化保護設備信息的傳遞已經全部實現(xiàn)網絡化，不再使用原來電纜接線的測試方法。所以，開發(fā)新的測試系統(tǒng)很有必要，以此進行數(shù)字化變電站繼電保護裝置閉環(huán)性能的測試。這樣可以真實地反映電力系統(tǒng)運行情況，進而分析網絡負荷﹑裝置接口工作等。

2 數(shù)字化變電站繼電保護面臨的新挑戰(zhàn)

2.1 要求繼電保護設備性能更高

對數(shù)字化變電站繼電保護設備性能的考察，主要包括以下幾個方面：一是，能否實現(xiàn)電力狀態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)測；二是，保護系統(tǒng)的信息存儲能力是否強大，強大的存儲性能可以有效記憶以往故障點，通過自檢能夠避免以往故障的再次出現(xiàn)，從而減少故障；三是，能否保持算法和技術的先進性，提高系統(tǒng)運行的準確率；四是，在實現(xiàn)上述性能的前提下，能否保證系統(tǒng)的經濟性。

2.2 要求系統(tǒng)軟硬件的擴展能力更好

技術的提高同時也體現(xiàn)在產品的可擴展性上，對于數(shù)字化技術而言，產品系統(tǒng)的擴展能力是通常選擇考察的一個關鍵因素，繼電保護作為電力系統(tǒng)中對用電可靠性和安全性提供保障的關鍵點，繼電保護系統(tǒng)的可擴展性能否符合數(shù)字化變電站的要求尤為重要。

2.3 要求繼電保護可靠性更佳

可靠性不只是指系統(tǒng)軟件的可靠性，同時也對系統(tǒng)硬件的可靠性提出要求，主要包括系統(tǒng)中元件的性能不易受到溫度﹑電源波動﹑使用年限等因素的影響，并且具有高效的自檢能力。

3 數(shù)字化變電站繼電保護技術措施

3.1 對于分布式母線的保護

系統(tǒng)電網中母線占據(jù)著十分重要的地位。然而傳統(tǒng)對于母線的保護裝置就存在著抗干擾}h}弱，二次接線繁雜﹑擴展性差等的問題。但是數(shù)字化對于分布式母線的保護則可以對這些問題起到很好的分散保護作用。并且傳統(tǒng)的母線保護也無法滿足對通訊數(shù)據(jù)日益變大的需求，而數(shù)字化則可以很好的解決這一難題。

3.2 對于變壓器的保護

在繼電保護裝置中，對于變壓器的保護主要是避免電路短路產生的差動，正確及時辨別勵磁涌流和故障電流，對于這一問題，傳統(tǒng)的保護極易出現(xiàn)轉化不明確和誤判情況。而數(shù)字化繼電保護因其自身所具有的對電流的高保真轉變﹑高頻分量的優(yōu)點可以在短時間內高準確率的對故障電流等進行分辨，并且根據(jù)檢測的故障對變壓器實施切實有效的保護。在傳統(tǒng)的繼電保護中，變壓器保護用互感器往往因不同廠家規(guī)格的也不相同，所以就在很大程度上影響了電流的平衡，但是電子互感器的引入就很好的提高了靈敏度，降低了誤差。

3.3 間隔合并單故障處理

如果合并單元在單套配置的間隔中發(fā)生了故障，則需要立即申請把間隔單元開關斷開，同時需要退出運行狀態(tài)；如果出現(xiàn)的故障在雙套配置的間隔中，則需要將本間隔和故障合并單元相對應的保護出口壓板退出，這樣才能夠有效地控制故障發(fā)生的范圍，并且能夠為檢查故障出現(xiàn)的原因創(chuàng)建良好的條件。

3.4 智能終端故障處理

如果是智能終端出現(xiàn)了故障，那么在該繼電保護系統(tǒng)運行中，工作人員則需要給予該部分高度重視，由于智能終端需要通過開關設備與跳合閘對整個系統(tǒng)功能正常運行提供相應地保護作用，為此如果智能終端出現(xiàn)了故障，則會導致出現(xiàn)突然跳閘的現(xiàn)象，而終端出現(xiàn)故障的時候便會使得出口壓板退出，從而對整個電力系統(tǒng)功能起到有效的保護作用；第三，作為通信網絡核心設備之一，交換機也是智能變電站的中樞神經。因此，需要根據(jù)監(jiān)控網絡圖和GOOSE網絡圖等相關資料，對所產生的故障進行詳細地分析，找出故障發(fā)生點，制定合理的故障解決措施，給繼電保護正常運行提供有力的保障。

總而言之，變電站是一個接受分配電能﹑控制電力流向﹑變換電壓﹑調整電壓的電力設備，它通過對變壓器性能的充分利用將與各級電壓電網相連接，這也被稱為輸電與配電集結點。隨著數(shù)字技術的發(fā)展，既可以保證機器正常運轉，又能在短路等現(xiàn)象發(fā)生時及時報警的數(shù)字化變電站。由于其對電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行有著重要意義，因此，現(xiàn)階段數(shù)字化變電站繼電保護測試技術廣泛應用于電力系統(tǒng)當中，其發(fā)揮的作用也愈加重要。但是就目前而言，數(shù)字化變電站仍處在發(fā)展﹑創(chuàng)新﹑完善的建設過程中，這一技術還沒有完整規(guī)范的實施，而且數(shù)字化變電系統(tǒng)與傳統(tǒng)意義上的數(shù)字化變電保護裝置也有著根本的差別，所以對數(shù)字化變電繼電保護系統(tǒng)的分析研究就具有十分重要的意義。

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