數(shù)字化變電站的繼電保護技術(shù)探析研究

羅仕奎

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.057

摘 要：伴隨著社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的變電站也逐漸朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，但是其發(fā)展運行的過程中，使用的繼電保護技術(shù)，卻存在著諸多不容忽視的問題，亟待解決。基于此，本文基于數(shù)字化變電站的內(nèi)容，探究了目前在數(shù)字化變電站中應(yīng)用繼電保護技術(shù)的現(xiàn)狀，以及具體的應(yīng)用改進情況，以期為其繼電保護提供助益。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化 變電站 繼電保護技術(shù) 應(yīng)用 分析

中圖分類號：F406.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0057-02

在電力系統(tǒng)的正常運行過程中，變電站發(fā)揮著十分重要的作用，其在電路運行的過程中，可以對其電壓、電流的輸送情況、電能的分配情況，通過設(shè)備，進行有效的把握與控制，進而將各個電網(wǎng)系統(tǒng)進行有效的連接，最終實現(xiàn)電網(wǎng)配電輸電工作的順利進行[1]。目前，在數(shù)字化變電站中，多對其具體的裝置進行了繼電保護，以促進設(shè)備保護作用的正常進行。

1 數(shù)字化變電站的內(nèi)容概述

數(shù)字化變電站，指的是在電力系統(tǒng)電能的輸送過程中，對其使用的變電站裝置，進行數(shù)字化的信息轉(zhuǎn)化，進而可以通過網(wǎng)絡(luò)，對其進行管理。該過程中進行的轉(zhuǎn)化，主要包括信息收集、信息輸入、信息編碼、信息處理、信息輸出等，通過上述內(nèi)容的數(shù)字化轉(zhuǎn)化，可以形成一個數(shù)字化的通信網(wǎng)絡(luò)，且與該電力運行系統(tǒng)相適應(yīng)。目前數(shù)字化變電站的常用設(shè)備主要是：智能斷路器、光學(xué)互感器。通過上述設(shè)備，可以實現(xiàn)其各項信息的有效傳輸，以及共享。其具備以下幾種特征：首先是具有著數(shù)據(jù)信息化采集與處理的特點；其次可以對其系統(tǒng)進行智能化的分層管理；之后是具備著信息的交互性；可以實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效連接。最終促進該系統(tǒng)建立統(tǒng)一的模型，實現(xiàn)其信息的集成共享[2]。

2 數(shù)字化變電站應(yīng)用繼電保護技術(shù)的現(xiàn)狀分析

目前數(shù)字化變電站，其在運行的過程中多使用了繼電保護技術(shù)，以此來有效提高其繼電保護的水平，促進其對于電能的保護。在數(shù)字化變電站使用的過程中，其對于電纜的需求量較小，且不需要對其運行的信息進行重復(fù)采集與處理，通過數(shù)字化的處理之后，其信息將會被有效地分散到各個保護的單元中去，進而實現(xiàn)其設(shè)備、母線的保護作用，并且可以有效實現(xiàn)設(shè)備的低壓低頻減載，提高其保護的能力水平[3]。但是其在使用該項技術(shù)發(fā)揮保護作用時，其存在著較多的問題，例如TA保護問題。該問題主要是TA鐵芯中的磁通出現(xiàn)了飽和，進而導(dǎo)致其密度，以及感應(yīng)的電勢之間呈現(xiàn)出正比的關(guān)系，在其鐵芯負載阻抗逐漸變大時，基于同一電流，其二次回路的感應(yīng)電勢也就會相應(yīng)的變大，其飽和情況，處于較為嚴(yán)重的情況下，將會導(dǎo)致運行中的一次電流轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹娏髦笃涓袘?yīng)電流將會呈現(xiàn)為0，此時繼電器運行中，經(jīng)過的電流也就會出現(xiàn)0，使得繼電器無法發(fā)揮保護作用。此外還存在勵磁涌流問題，以及所用變保護出現(xiàn)拒動的問題。因此在電力系統(tǒng)運行中，數(shù)字化變電站使用的繼電保護技術(shù)，其對于繼電保護設(shè)備性能、硬件的擴展能力有著較高的要求，因此需要在使用過程中，選擇適當(dāng)?shù)睦^電設(shè)備，充分發(fā)揮其保護作用。

3 在數(shù)字化變電站中進行的繼電保護技術(shù)應(yīng)用改進分析研究

目前，數(shù)字化變電站，其使用的繼電保護裝置，主要是對其線路、母聯(lián)、主變進行的保護。首先是線路的保護，該項目的保護，主要是使用二段式、三段式，進行電流的保護，具體而言就是電流的速斷保護、限時的電流速斷保護，以及過電流保護。其次是母聯(lián)保護，其主要是安裝限時電流速斷保護、過電保護裝置，來發(fā)揮保護作用。最后是主變的保護，其主要是進行主設(shè)備的保護，以及后備的保護。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展變化，目前對其繼電保護技術(shù)也有著更高的要求[4]。

3.1 互感器技術(shù)、智能型開關(guān)單元

在以往的變電站繼電保護工作中，主要利用的是傳統(tǒng)設(shè)備中的CT、PT裝置，來發(fā)揮保護作用的，但是在數(shù)字化變電站中，應(yīng)用繼電保護技術(shù)，其需要將傳統(tǒng)的裝置進行有效的更換，使其在運行的過程中應(yīng)用新的互感器，發(fā)揮保護作用。該種互感器具備功率較小，且其保護效果好的特點，其在作業(yè)中，可以將較大的電流、電壓，通過數(shù)字化的手段進行轉(zhuǎn)化處理，并形成數(shù)字化的信息，之后借助于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，對其信息進行有效輸入、處理、傳輸。同時，其在發(fā)揮保護作用的時候，使用的斷路器，其二次系統(tǒng)也發(fā)揮著重要的作用。該項系統(tǒng)，其主要是通過上述非傳統(tǒng)形式的傳感器、先進技術(shù)來進行建立的。之后對其保護的數(shù)據(jù)，依托網(wǎng)絡(luò)，進行指令的傳達處理，最終使其能夠到達具體的數(shù)字化接口位置處。因此，在數(shù)字化的變電站，其繼電保護技術(shù)的應(yīng)用，可以借助于新型的互感器技術(shù)，以及智能型的開關(guān)單元，來有效實現(xiàn)其保護作用[5]。

3.2 動態(tài)仿真系統(tǒng)

在當(dāng)前數(shù)字化變電站運行發(fā)展保護的過程中，需要對其各項信息，通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)字化的處理與傳輸。因此其要求該項運行工作，具備著信息化、數(shù)字化、動態(tài)化的特點。在現(xiàn)階段進行的繼電保護技術(shù)應(yīng)用中，其進行保護的二次設(shè)備，并未進行及時的檢查與檢測，因此其無法與當(dāng)前的數(shù)字化變電站的繼電保護設(shè)備相適應(yīng)。因此可以在保護工作中，借助于動態(tài)仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)這一目的。其在具體的運行過程中，可以對其設(shè)備發(fā)生的種種故障問題，或者是運行情況，進行具體的仿真模擬，之后借助于該項工作流程，對其變電站的繼電保護設(shè)備、檢測系統(tǒng)，以及相關(guān)儀器進行模擬信號的發(fā)送，之后便可以對其線路、母聯(lián)，或者是其他的運行設(shè)備進行有效繼電保護。此外，通過該項模擬系統(tǒng)，還可以對繼電保護的相關(guān)設(shè)備進行有效檢查，避免其出現(xiàn)嚴(yán)重故障問題，經(jīng)過檢查，其性能無法在完成保護工作時，需要電力企業(yè)及時進行更換處理，以此來更好地發(fā)揮其保護作用。

除此之外，為了使得數(shù)字化變電站使用的繼電保護技術(shù)充分發(fā)揮其保護作用，還需要加強繼電設(shè)備的改進應(yīng)用。首先，需要對機電保護設(shè)備進行存儲能力擴容，以此才能有效對其故障進行保護。其次，需要借助于先進的設(shè)備與技術(shù)，對其電力運行狀態(tài)中所涉及的各項參數(shù)信息進行動態(tài)化的監(jiān)控，避免其出現(xiàn)問題，還需要借助于自動化控制技術(shù)，加強繼電保護。最后，需要電氣企業(yè)根據(jù)數(shù)字化變電站繼電保護的現(xiàn)狀問題不斷加大繼電保護技術(shù)與設(shè)備的學(xué)習(xí)與投資，之后不斷進行保護系統(tǒng)硬件、軟件的開發(fā)。

4 結(jié)語

基于目前數(shù)字化、智能化電網(wǎng)運行體系的建立，數(shù)字化變電站的建設(shè)也是其進行建設(shè)發(fā)展的主要內(nèi)容，因此需要電力企業(yè)在發(fā)展的過程中，重視繼電保護技術(shù)的應(yīng)用，以此來有效促進繼電保護技術(shù)的不斷推廣與發(fā)展，促進電力系統(tǒng)電力資源輸送的安全性、可靠性。

參考文獻

[1] 黃錦林，韋林，高嵩.數(shù)字化變電站繼電保護技術(shù)研究[J].價值工程，2012（31）：65-67.

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