就地化繼電保護技術的方案研究

薛雯文 張蕊

摘 要：隨著科學技術的不斷改革發展，電力系統中的繼電保護技術也發生了較大的變化，繼電保護技術在電力維護方面具有重要意義，起到保障電力系統正常運行的作用。現階段，隨著計算機技術的飛速發展，電力系統運用計算機控制技術，提升了繼電保護技術，使其更加智能化，進一步促進電力系統自動化技術綜合發展。因此，本文就就地化繼電保護技術進行了分析與研究，并提出建議。

關鍵詞：變電站；就地化；繼電保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.182

0 前言

目前，隨著信息技術的廣泛運用，電力系統也逐步智能化，智能電網以及分布式繼電保護設備都發生了較大的變化，快速發展的同時繼電保護裝置站也發生了相應的變化，其中控層設備以及間隔層設備距離逐步加大，考慮到后期電纜的使用成本、運維復雜程度以及信息遠程控制難的問題，在變電轉就地化保護控制層引入無線通信技術具有現實意義。

1 設備軟硬件可靠性設計要求

1.1 環境方面的設計要求

設計要求中對環境的要求較為重視，主要滿足三方面的要求：一是就地化繼電保護應用環境的復雜性；二是氣候環境的適應性；三是電磁環境的適應性。

1.2 性能方面的設計要求

設計要求中性能方面需要關注兩點：一是機械性能；二是保障二次回路的可靠性。其一，在空間以及地理條件許可的前提下，充分考慮外界環境因素給就地化機電保護裝置所帶來的破壞，合理規避風險，采取較強的輔助支撐工具對繼電保護裝置進行保護，另外還可以借助彈性材質的吸收作用，對可能由外界環境引起的能量進行干擾，對內部構件進行保護。其二，通過精簡裝置接口，達到二次回路接線的便捷性。在使用過程中，采用防誤插鍵位的設計、帶有辨識度較高的色彩區分，有效降低不同回路串接的可能性，實現即插即用、安全可靠插接使用的目的[1]。

2 跨間隔設備就地化技術

2.1 分布式保護環網配置方案

跨間隔保護裝置對網絡環境要求極高，它需要同時獲取多組間隔電壓以及電流數據。與傳統集中式保護相比，傳統保護方案是將所有的間隔采樣回路以及進出進入回路固定在同一臺繼電保護設備上，這一現象對回路接線要求極高，另外所有線路集中在一臺設備上，對設備的軟硬件都造成極大的壓力，不僅功耗過高，此外，運行效率也有所降低，在很大程度上難以實現無防護安裝目的。要想實現繼電保護技術就地化的目的，采取新的架構以及模式顯得十分有必要。

2.2 環網可靠性設計

想要實現環網可靠性設計的目的，借助具有高操作性且無縫冗余環網HSR技術是唯一途徑。這一技術的原理是利用內部協議功能將所有數據進行打包，在子機上同時借助兩個環網上發送數據包，做好數據備份工作，防止數據丟失損毀。鑒于此，每一個數據包都進行了備份，那么就應該相應的制定配置丟棄方案。當子機節點收到環網數據包的數據時，首先進行解析，假設收到其他子機的數據包，就相應的將數據解析后定向發送給需要保護的裝置使用；假設收到本機發送的數據，這就意味著該數據包已經在整個環網中都過了一遍，這時就可以對其進行刪除[2]。

2.3 環網數據同步技術

環網數據同步技術的原理是在鏈路收發回路延時一致的基礎上，借助對稱法計算方法，對各個節點之間的鏈路傳輸延時Tlink，利用IEEE1588協議條款輸入口令，請求報文以及回復報文，從而對節點之間的鏈路延時進行計算；此外，當需要增加1個報文時，需要對各個節點的駐留延時進行修正，也就是說，第n和m之間的間隔延時就用Tmn進行表述。當兩臺機子之間的間隔延時計算出來后，借助插值同步計算法，保障每個間隔采樣值都能同步。另一方面。要想保障節點與節點之間同步的準確度，環網接口應設置較高的帶寬，通信接口應使用品牌接口，有關總延時與延時抖動之間的間隔時間要求為不得大于15ns，收發報文、回復報文以及設備時標計數器的頻率也有所要求，控制在125Mhz左右。當報文時，它的延時誤差不得大于16ns。假設環內節點有30個，那么有以太網、報文時引發的延時誤差數據之和不得大于930ns，這一技術原理完全符合精度誤差在±10μs的設計要求。跨間隔保護技術有兩種操作模式，一是無主模式，即每個子機都能獨立自動計算，實現邏輯保護判斷；二是有主模式，在環網中固定一臺主機，主機操控子機，通過操作主機，實現運行進行保護邏輯計算程序，而各個子機只需完成數據采集、分析并執行主機的操作命令[3]。

3 結語

綜上所述，對智能化變電轉實施繼電保護就地化是對其進行一定程度上的總結與提升，通過精簡電力回路，從而提升電網運行的可靠性，此外，精簡設備也能促進設備運轉效率的提升，提升設計技術也能改善機電保護裝置的安全性。另一方面，運用小型的、就地化保護思路，取代保護小房的作用，還能起到節約土地的作用；在設計方面，按照標準規格的設計要求，時間繼電保護裝置能夠即插即用，一方面起到降低運維成本的作用，另一方面起到促進工作效率提升的作用。

參考文獻：

[1]宋爽，喬星金，卜強生，宋亮亮，高磊.智能變電站就地化繼電保護技術方案研究[J].電力工程技術，2018，37（02）：83-88.

[2]陳福鋒，俞春林，張堯，李玉平，董貝，陳琦，薛明軍，王勝，陳新之，趙謙.變電站繼電保護就地化整體解決方案研究[J].電力自動化設備，2017，37（10）：204-210.

[3]王鵬飛.變電站繼電保護就地化整體解決方案研究[J].通訊世界，2017（23）：126-127.

作者簡介：薛雯文（1991-），女，山東聊城人，本科，高級工，助理工程師，主要研究方向：電力系統繼電保護。