探討數字化電氣信息采集對繼電保護可靠性的影響

關鍵詞：數字化電氣信息采集;繼電保護;可靠性

就數字化變電站的繼電保護系統特點來說，獨立的繼電保護裝置分解在不同的設備中，數據的采集主要需要電子式互感器、智能斷路器、合并單元來完成，而間隔層的繼電保護裝置功能相對較少，只需要完成數據計算、邏輯處理、數據通信這些工作即可。在繼電保護運行過程中，可靠性很容易受到數字化電氣信息采集的影響，且相關的因素之間存在著交叉性的影響，這非常不利于繼電保護可靠性。因此，必須充分明確數字化電氣信息采集對繼電保護可靠性的影響，繼而確定出最佳的解決方案。

1電子式互感器對繼電保護可靠性的影響

在繼電保護可靠性中，電子式互感器所產生的影響作用較大，所以是繼電保護可靠性的關鍵影響因素。在長時間的研究中，雖然掌握了電子式互感器的一些應用技術，實際應用較為成熟，但依然受到一些因素的影響，無法達到最佳的運行狀態。具體來說，電子式互感器的供電電源、空心線圈、高壓側電子電路在強電磁場環境下無法具備良好的抗電磁干擾能力，電子元器件的運行穩定性也隨之受到影響。另外，在電子式互感器的應用過程中，積分算法、電子電路設計、線圈工藝這些因素均會或少或少的影響電子互感器的精度，繼而影響到繼電保護的可靠性。除此之外，在實際應用電子式互感器的過程中，若是合并單元與電子式互感器的接口標準存在差異，則實際運行過程中勢必會出現風險和故障，同樣會影響繼電保護可靠性。以IEC61850型的電子式互感器為例來說，因為未能精準定義電子式互感器與合并單元之間的接口標準，所以互聯時易出現問題。

2數字傳輸方式對繼電保護可靠性的影響

數字傳輸方式的應用改變了繼電保護裝置的定檢流程與模式，同時也引發了一些不利問題。具體來說，在使用數字傳輸方式后，不會再出現二次電纜回路極性、接地、電線和絕緣這些問題，所以較大的簡化了繼電保護裝置的定檢，但因為維護不便或不良、誤操作、誤接線這些問題極易導致繼電保護出現不正確動作，此時必然容易誘發繼電保護可靠性不佳的問題。還有一點值得一提，繼電保護裝置的設計與多個學科領域均有聯系，比如電力、計算機、通信這些學科領域，所以無法真正意義上實現有效融入，繼電保護可靠性難免會受到影響。在數字化變電站的繼電保護裝置使用過程中，往往會因為設計的不合理或缺陷導致繼電保護出現不正確動作，直接影響到繼電保護可靠性。

3數據驗證模式對繼電保護可靠性的影響

當前所使用的合并單元在設計和使用上均有一定的特殊性，比如在采樣數據校驗中，合并單元使用32位循環冗余校驗碼。在此基礎上，繼電保護裝置可以借助校驗碼判定采樣數據是否正確，若是未能受到正確的采樣數據，則繼電保護裝置可以及時判斷異常，并實施閉鎖保護，通過這樣的操作可以確保繼電保護的可靠性。但數據驗證模式實際使用時往往會受到較多不利因素的影響，比如互感器電子器件很容易受到外界因素的影響，所出現的數據畸變問題會導致校驗碼無法發揮出預期的作用，繼電保護裝置的運行效率與質量均會受到一定的影響。若是未能及時消除繼電保護所受到的影響，則繼電保護可靠性無法得到保障，嚴重時會誘發一些更為嚴重的風險事件。

4采樣頻率不一致對繼電保護可靠性的影響

當前所使用的繼電保護裝置采樣頻率較為多樣，且均有著較為廣泛的應用，主要是每工頻周期24、48、96點，能形成相應的保護算法。但合并單元的采樣頻率通常是80、200點，與繼電保護裝置采樣頻率有一定的差異，且不能通過簡單的抽點方式來加以轉換，而是必須使用插值方式來轉換采樣頻率。具體來說，將低采樣頻率的數據轉換為高采樣頻率時，需要有效濾除高采樣頻率數據的高頻分量，這一過程必須要設計低通濾波器，并保證精度，將高采樣頻率的數據轉換為低采樣頻率時，也需要執行這樣的操作。由此可以說，采樣頻率不一致這一問題的存在對繼電保護可靠性的影響是較大的，實際處理時有一定的難度，如何確保數據的精度是必須解決的問題，后續依然要加大研究力度。

5配置冗余度對繼電保護可靠性的影響

針對設備硬件與軟件失效的問題，當前主要的解決方法是雙重化配置，雖然可以取得預期的效果，但具體操作時會存在一些技術難點，比如無法有效實現雙回路的高度協調。隨著近年來研究力度的增加，雙重化配置的難度正在逐步降低，可以考慮設置獨立源、雙網設計、互感器與合并單元的雙重化配置，能有效解決保護拒動的問題。對于繼電保護可靠性來說，會集中體現在兩個方面，一是可依賴性，二是安全性。當所使用的保護系統裝置足夠重復，則有極大的可能實現繼電保護可靠性，動作可依賴性也會隨之增強，但此時較容易出現繼電保護裝置誤操作的問題。因此，在確保繼電保護可靠性時，必須始終從整體著眼，確定出各個環節的配置冗余度，確保冗余程度始終科學合理。除此之外，要考慮系統防誤動和防拒動的情況，使用科學的冗余配置原則和邏輯來確定冗余度，最大限度降低這些問題對繼電保護可靠性的影響。

6結語

在繼電保護可靠性的影響因素中，電子式互感器、合并單元、數據傳輸方式、數據驗證模式、配置冗余度、采樣頻率不一致這些因素有著較大的影響作用，不利于繼電保護可靠性的實現。當前在繼電保護可靠性、安全性的研究中已經取得了較好的成果，可以推廣應用，但也存在著些許不足，后續要進一步加大研究力度，重點從技術層面上研究繼電保護可靠性，設計出科學實用的功能模塊，更好地提升繼電保護性能，增強繼電保護可靠性與安全性。

參考文獻：

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作者簡介：

謝秀明（1979.09-），女，漢族，大學，高級工程師，技術員研究方向：發電廠電氣運行，電氣系統優化，繼電保護管理。