數字化變電站繼電保護測試技術對策

國網江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 葛 蕾

近年供電系統的科技水平有了顯著提高，生產與生活越發地離不開電力資源，這也使得我國變電站進入了數字化階段。相對傳統的變電站而言，這種新型的變電站繼電保護測試技術具有更多應用優勢，不僅可有效降低繼電保護故障的發生率，還能為繼電保護的安全運行奠定基礎，同時提高繼電保護測試的精準性[1]。

1 數字化繼電保護測試技術的相關概述

1.1 數字化保護測試技術的特點

通用性。就現階段實際情況來看，數字化變電站的網絡應用基礎是IEC60044-7-8以及IEC61850-9-2，主要負責對采樣數據的整理與分析，在數字化變電站發展中有著非常重要的位置。其中IEC60044主要是采用FT3幀格式來進行相關數據參數的報文傳遞，這種方式相對來說速度較慢，主要是以傳遞模式為點對點，在一定程度上會影響采樣數據的準確性與實效性。而IEC61850則有所不同，其接口為以太網接口，其中61850-1是按照點對點的單項傳輸方式，61850-2是數字化網絡傳輸方式，兩種方式都有較快的傳輸速度，且能實現資源全網共享，在當前時代發展進程中有著非常突出的應用優勢。

實時性。數字化保護測試技術還具有實時性的特點，這里所指的主要是測試系統的實時性，想要更好地滿足當前社會發展需求，就須確保測試系統滿足實時性的條件。通常情況來說，測試體系涉及到非常多的操作環節，比如采樣值數據的打包發送、電磁暫態仿真計算等，在這個過程中，通信接口的數據處理時間會受到外部因素的制約，而導致系統技術無法滿足實際要求。因此必須要確保速度，保證各個環節間數據傳輸接口的良好連接，這樣才能更好地滿足系統技術的實時性要求[2]。

同步性。在數字化變電站繼電保護中，所謂的同步性主要是指信號傳遞的同步，是保證數據傳輸真實有效的關鍵內容。由于電壓和電流數據在系統保護當中起到了非常重要的作用，一旦當系統中各單位間的信號傳輸無法達到同步，則極有可能影響后續數據信息的真實性，使得采樣數據來源對象出現不一致的情況，進而導致相位及幅值間產生誤差，直接影響到系統的整體運行質量。基于此，須確保數字化保護測試技術具備同步性特征，以減少因相位和幅值出現誤差而導致設備出現錯誤運行的情況，確保測試系統的穩定運行，并為電力設施應用情況的分析提供依據。

1.2 數字化保護與傳統保護的差別

硬件設施有一定差別。傳統微機保護的硬件設施主要由數據信息分析處理單元、模擬量的輸入接口、通信交流接口以及開關量的輸入接口等組成，這些設施都與系統的運行質量息息相關。而數字化變電站繼電保護則有所不同，通過相關調查可發現，ECT/EVT數字信號是其主要的數據來源，與以往的繼電保護方式相對比，之所以會出現數據處理方式和接收方式存在較大差異，主要原因在于兩者結構上的不同，數字化變電站繼電保護所涉及的硬件設施主要有以下部分：光接口單元、人機接口、中央處理單元等。通過對比就可發現，數字化保護在信號采集和傳輸方面有著更為優秀的作用，不僅信號傳輸更為精密，且更有保障[3]。

信號傳輸方式的不同。通過對新舊變電站的相關研究發現，傳統變電站是依靠電纜傳輸，在具體的傳輸過程中，通常是先將模擬信息傳遞到保護裝置處，之后再將這一信息進行處理，使其轉化為數字信號，然后再傳送到監控系統當中。而數字化變電站保護系統則有所不同，主要是借助光纖進行信號傳輸，采樣值轉化為信號的這一過程中通常在過程層的互感器中得以進行，對于當前社會發展現狀來說，這種信號傳輸方式更受青睞，想要確保繼電保護系統的安全性，就必須要研發全新的保護測試系統，以便更好地滿足系統實際需求。

2 數字化變電站繼電保護測試系統的具體構建

構建硬件平臺。硬件平臺的構建是變電站繼電保護測試系統滿足數字化要求的前提和基礎，想要達到這一要求，就須完善系統內的各種檢測結構，以確保各種弱電壓都能滿足規定要求。就現階段實際情況看，電力系統數字仿真裝置占據著非常重要的位置，是測試平臺的關鍵設備，其簡稱為ADPSS，同時該裝置還配備了帶模轉換單元PWF-2T，也可將其簡單理解為光數據轉換接口，其能對ADPSS輸出的電壓信號進行轉換，從而更好的滿足采樣要求的報文形式。此外PWF-2T在一定條件下還能解析GOOSE動作信號，并反饋給ADPSS，由于該仿真裝置的機群服務器性能較高，將其與通信網絡作為傳輸條件，可實現大規模的保護系統測試，并獲得更為全面、客觀的測試結果。

構建測試模型。電力系統分析綜合程序是ADPSS的關鍵軟件，簡單來說就是指PSASP，通常都有著很好的可靠性，在具體的應用過程中能發揮非常大的作用。將PSASP作為運行程序來創建電磁模型，不僅能實現高精度模式下的仿真計算，某種程度上還能對不同類型的數據參數進行輸入，從而可更精準地模擬出故障類型，并以此作為依據來判斷給出動作是否正確。在測試模型的構建過程中，還能對電磁模型中的故障位置、類型等信息進行自主設置，甚至還能進行復合故障的模擬，從而更好地保證測試數據的真實性與完整性。

實施校線上電。通過對數字化保護測試技術的分析與研究發現，該技術具有很好的應用性，將其運用到變電站繼電保護中有著重要意義，為使其更好地發揮作用，還需對部分裝置進行校線上電，充分做好前期的準備工作，防止不合規的行為出現，保證變電站繼電保護測試的有序開展。在實際實施中，如果是對裝置電源部分的校線上電，通常需先對裝置進行詳細且全面的檢查，之后再根據相關的應用要求對裝置進行上電處理，以改善當前的環境，確保不會引發故障或安全隱患。如果是對迎接點信號的校線上電，則也需遵循相關的規范要求，全方位地檢查開關、刀閘及電氣回路等部件，之后才能進行上電處理[4-5]。

加強網絡測試。就當前實際情況來看，想要充分發揮數字化變電站繼電保護測試技術的應用效果，還須加強網絡測試，這也是非常重要的一項測試環節，主要涉及一致性測試、網絡性能測試等內容。在進行網絡測試前需確保網絡連接良好，如網絡信號較差則很難確保測定結果的準確性與有效性，因此須保證網絡的良好運行，這樣才能對繼電保護進行全方位的測定，并檢測出系統運行的整體情況是否存在安全隱患，以便為后續繼電保護工作的開展奠定良好的基礎。

3 數字化變電站繼電保護測試技術的應用策略

加大對相關裝置的管理。在現階段社會發展背景下，數字化變電站的繼電保護測試技術的受重視程度越來越高，想要使其發揮更大的應用效果，則必須要做好對各種類型裝置的管理工作，保障這些裝置的良好運行。基于此，在具體的管理過程中，首先需要對各類裝置的使用性能進行全方位的監督與管理，確保其使用效果能滿足各方面的基本需求，這樣才充分展現出繼電保護測試技術的應用價值，更好地保障系統的安全穩定運行。此外，還需要加強對這些裝置的質量管理，應當安排相關人員從裝置設備的生產環節就進行質量控制，嚴格控制好出廠裝置的質量，一旦發現問題應當不予出廠，防止其出現在具體的電力設備當中。

把握好具體的安裝環節。想要進一步提升數字化變電站繼電保護測試技術的應用水平，除了要重視對各類裝置的質量管理之外，還不能忽視對設備的安裝實施環節，如果沒有控制好這一階段的質量工作，那么也很難達到預期的應用效果。基于此，在具體的安裝實施過程中，相關負責人應當嚴格按照相關的安裝流程進行各項裝置的安裝，并充分考慮到數字化變電站的實際運行情況，防止出現安裝過程中出現故障而影響變電站的正常運行。除此之外，由于數字化變電站自身規模越來越大，在安裝過程中所面臨的環境也更加復雜，如果沒有做好相應的準備工作，就會大大影響安裝效果，因此工作人員還應當提前對數字化變電站進行全方位的檢查，盡可能地降低外部因素的影響力，保障安裝工作的順利進行。

提升管理人員技術能力。在新時期社會高速發展的當下，人才管理是一個企業發展的重要內容，為了更好地發揮數字化變電站繼電保護測試技術的應用優勢，提升其使用價值和效果，還必須要對管理人員的技術能力進行有效培訓，切實提高管理隊伍的綜合實力，更好地保障繼電保護測試技術的實施效果。基于此，在具體得實施過程中，應當定期安排相關的技術培訓活動與技術研討會，對當前變電站繼電保護測試技術在實際應用當中的問題進行詳細分析與討論，以制定出更符合實際的管理方法與技術手段，更好地保障繼電保護測試技術的有效應用，并確保數字化變電站能夠更好地為人們提供穩定可靠的電力服務。與此同時，還應當加大技術研發力度，不斷學習和探究新的技術理念與方法，提升管理人員的技術管理水平，更好地保障系統運行的穩定性與安全性。

加大對周圍環境關注度。通過對數字化變電站的相關研究可以發現，繼電保護測試技術在具體的應用過程中，極易受到外部環境因素的影響，使得最終的測試效果并不能滿足實際要求，甚至還有可能影響到整個系統的運行情況，難以保障人們生產生活方面的電力需要，因此必須要做好環境監測工作，盡可能地降低環境對繼電保護測試技術的干擾。另外，當今社會更提倡綠色環保生態的發展理念，數字化變電站繼電保護測試技術想要獲得更大的發展前景，也必須要與時俱進，加大對周圍環境的關注力度，這樣不僅可減少隱藏風險的發生，同時還能很好地保護周圍環境，使繼電保護測試技術可更好地發揮作用。

4 數字化變電站繼電保護測試技術的未來發展

當前概念技術的缺失。就現階段實際情況來看，我國電力系統的建設規模越來越大，極大地推動了我國電力行業的發展。在這樣的背景下，很多傳統的電力技術都已被淘汰，數字化變電站的出現成為必然趨勢，而繼電保護測試技術是保障數字化變電站得以持續發展的重要前提。雖然目前我國數字化繼電保護測試技術取得了一定的成就，在具體的使用過程中也發揮了較大的作用，但實際上仍存在“重開發研究、輕已開發技術測試”的現象，導致繼電保護測試技術水平提升緩慢，極大地阻礙了我國電力系統的行業發展步伐。

未來技術的發展方向。現階段，數字化變電站繼電保護測試技術存在的一個最主要問題，就是其還無法滿足數字化保護裝置的測試要求，因此未來的發展方向應當圍繞這這一問題展開，持續加大對該測試技術的深入研究，尤其是要重視對閉環測試的研究工作。目前情況來看，IEC-61850的應用十分廣泛，其能夠最大程度地滿足互操作要求，但由于采用的是串行網絡技術輸入數字信號，還需要持續加強對這一方面的研究工作，重點研發符合IEC61850標準的繼電保護測試裝置，這樣才能推動數字化變電站的進一步發展。

5 結語

在我國科技水平持續攀升的背景下，數字化變電站繼電保護的出現給人們的生產生活都帶來了非常顯著的影響，不僅彌補了傳統繼電保護的不足，而且還促進了我國電力事業的長效發展。基于此，相關技術人員必須要加強對數字化變電站的深入研究，并分析數字化繼電保護測試技術的特點，以及其在測試中的運行方法與構建對策，這樣才能為系統的正常運行做出有效保障，提高繼電保護的應用性，從而更好地滿足人們的用電需求。