數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置探討

【摘要】隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展，數(shù)字化變電站逐漸占據(jù)了核心地位。電力企業(yè)通過(guò)繼電保護(hù)的方式，保障數(shù)字化變電站的可靠運(yùn)行，促使繼電保護(hù)成為變電站的重要內(nèi)容。繼電保護(hù)需要優(yōu)化的配置才能達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)而滿足數(shù)字化變電站在質(zhì)量、性能方面的需求。因此，本文通過(guò)對(duì)數(shù)字化變電站進(jìn)行研究，分析繼電保護(hù)的優(yōu)化配置。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化變電站;繼電保護(hù);優(yōu)化配置

數(shù)字化變電站已經(jīng)成為電力企業(yè)的主流趨勢(shì)，其在電網(wǎng)系統(tǒng)中具有很高的運(yùn)行效率，高效供應(yīng)生活、生產(chǎn)用電?；跀?shù)字化變電站的高負(fù)荷運(yùn)行，增加了繼電保護(hù)的壓力，所以電力企業(yè)通過(guò)優(yōu)化配置的方式，做好數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的工作。電力企業(yè)明確繼電保護(hù)優(yōu)化配置的目的，用于提升保護(hù)能力，進(jìn)而完善數(shù)字化變電站的運(yùn)行環(huán)境。

一、分析數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)

數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)分為數(shù)字化變電站技術(shù)和變電站繼電保護(hù)兩個(gè)部分，共同支撐變電站的運(yùn)行，分析如下：

1、數(shù)字化變電站技術(shù)

變電站通過(guò)改變二次系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化發(fā)展，由此拓寬了技術(shù)應(yīng)用的范圍，越來(lái)越多的高端技術(shù)投入到變電站內(nèi)，而變電站數(shù)字化運(yùn)行的過(guò)程中，同樣面臨技術(shù)考驗(yàn)，既要具備技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境，又要提高技術(shù)的運(yùn)行效率，排除變電站引發(fā)的不良影響[1]。數(shù)字化變電站是電力企業(yè)重點(diǎn)建設(shè)的對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)深層次的數(shù)字化運(yùn)行，例如：某變電所在數(shù)字化改革后，變電站技術(shù)表現(xiàn)出了高效采集的特性，而且能夠主動(dòng)區(qū)分變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，借助分布方式，滿足變電站的技術(shù)需求，為數(shù)字化變電站提供穩(wěn)定的技術(shù)支持。

2、變電站繼電保護(hù)

繼電保護(hù)用來(lái)維持?jǐn)?shù)字化變電站的運(yùn)行狀態(tài)，避免運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，規(guī)避潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)。繼電保護(hù)隨著數(shù)字化變電站的發(fā)展，同樣需要數(shù)字化的改革，便于提高故障跳閘的及時(shí)性，防止變電站內(nèi)的故障規(guī)模不斷擴(kuò)大。數(shù)字化變電站根據(jù)繼電保護(hù)的分類，提出對(duì)應(yīng)的配置優(yōu)化方式，致力于配置優(yōu)化，保障繼電保護(hù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用價(jià)值。配置方案可以為繼電保護(hù)提供靈活的反應(yīng)條件，適應(yīng)數(shù)字化變電站的運(yùn)行，重點(diǎn)提高了繼電保護(hù)的可靠性。

二、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置的分析

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置包括硬件和裝置接口兩個(gè)部分，確保繼電保護(hù)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)其做如下分析：

1、硬件配置

數(shù)字化變電站在運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)電力互感器獲取電力系統(tǒng)的信息。電力互感器屬于繼電保護(hù)的主要部分，承擔(dān)繼電保護(hù)信息的交互與傳輸，由多個(gè)硬件部分構(gòu)成，具有明顯的配置要求[2]。

首先光纖信號(hào)會(huì)通過(guò)光信號(hào)接收單元，與此同時(shí)開入單元會(huì)接收相應(yīng)的開入量，采集信號(hào)會(huì)傳輸?shù)紺PU內(nèi)，CPU硬件將信號(hào)分成兩部分，一部分處于CPU的上層部分，直接傳輸?shù)匠隹趩卧?，另一方面位于下方，?jīng)由RAN與CPU處理后，傳遞到人機(jī)接口和通信接口處，完善繼電保護(hù)的整個(gè)過(guò)程。

2、接口配置

由于繼電保護(hù)內(nèi)的硬件配置類型較多，促使繼電保護(hù)中的接口配置成為需要重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目。繼電保護(hù)中的接口配置，保障繼電保護(hù)的運(yùn)行效率，進(jìn)而提高變電站數(shù)字化的能力?；陔娮踊ジ衅鞯睦^電保護(hù)系統(tǒng)，接口部分承擔(dān)著信號(hào)轉(zhuǎn)換及傳輸，而接口部分的信號(hào)必須達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的過(guò)濾，所以接口配置中一般需要加設(shè)低通濾波器，過(guò)濾通過(guò)接口部分的信息，加強(qiáng)接口信息的過(guò)濾力度，保障繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸效率，同時(shí)發(fā)揮繼電保護(hù)接口配置的優(yōu)化作用。

三、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置的優(yōu)化

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置可以分為性能改進(jìn)和配置優(yōu)化兩個(gè)部分，分析如下：

1、性能改進(jìn)

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的性能同樣需要保持?jǐn)?shù)字化的特點(diǎn)，為優(yōu)化配置提供可靠性的前提條件，分析繼電保護(hù)優(yōu)化配置中的性能改進(jìn)，如下：

（1）變壓器保護(hù)改進(jìn)

變壓器的數(shù)字化發(fā)展，與傳統(tǒng)運(yùn)行存在明顯的不同，需要改進(jìn)性能，才能達(dá)到配置優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)[3]。變壓器保護(hù)改進(jìn)后，能夠根據(jù)參數(shù)變化識(shí)別潛在的故障，由此防止繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)行為。變壓器保護(hù)改進(jìn)的重點(diǎn)體現(xiàn)在過(guò)程層，選用分布式的方法，集中安裝保護(hù)裝置，同時(shí)通過(guò)電纜接入斷路器，有效保護(hù)整個(gè)變壓器系統(tǒng)。

（2）線路保護(hù)改進(jìn)

線路保護(hù)配置原理為縱聯(lián)差動(dòng)，實(shí)現(xiàn)集中式的保護(hù)，線路內(nèi)接入的是單項(xiàng)斷路器，繼電保護(hù)需要完成整體輸電線路的保護(hù)工作，但是由于通信限制，將近三分之二的線路不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)保護(hù)，所以針對(duì)線路保護(hù)的性能改進(jìn)，必須要保障線路保護(hù)部分的整體性，在繼電保護(hù)中適當(dāng)引進(jìn)電壓量，連接通信路徑，保障線路整體與繼電保護(hù)保持同步狀態(tài)。

（3）母線保護(hù)改進(jìn)

母線保護(hù)的改進(jìn)集中在過(guò)程層，母線在數(shù)字化變電站中占有重要的地位，連接了不同的保護(hù)層，體現(xiàn)出了復(fù)雜的運(yùn)行特性。數(shù)字化變電站中的母線保護(hù)改進(jìn)，需要利用智能裝置，代替原有母線中的閉鎖元件，簡(jiǎn)化母線保護(hù)內(nèi)的邏輯關(guān)系，促使母線可以獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)而嚴(yán)謹(jǐn)處理繼電保護(hù)中的任務(wù)。

2、配置優(yōu)化

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)中的配置優(yōu)化，需要適應(yīng)現(xiàn)代化變電站的運(yùn)行與發(fā)展。目前，數(shù)字化變電站內(nèi)引進(jìn)大量的智能設(shè)備和裝置，提高變電站的運(yùn)行效率，與此同時(shí)增加了繼電保護(hù)的壓力，促使繼電保護(hù)面臨復(fù)雜的配置分配，根據(jù)數(shù)字化變電站對(duì)繼電保護(hù)優(yōu)化配置的需求，提出兩點(diǎn)優(yōu)化方式，如下：

（1）繼電保護(hù)配置優(yōu)化方案

繼電保護(hù)配置方案屬于最常規(guī)的優(yōu)化方案，主要是根據(jù)繼電保護(hù)的需求，提供可靠的配置方案。繼電保護(hù)中的不同環(huán)節(jié)，均需要對(duì)應(yīng)的配置方案，因此配置優(yōu)化方案中需要綜合考慮繼電保護(hù)的基本情況，優(yōu)化原有的配置，如：1）采用光纖接口做為通信的依據(jù)，提高繼電保護(hù)通信配置的水平，取締傳統(tǒng)的接口類型;2）實(shí)行獨(dú)立的元件保護(hù)，排除共同保護(hù)的方式，例如：可以在主變部分加設(shè)MU單元，實(shí)時(shí)采集數(shù)字化變壓器的數(shù)據(jù)，快速傳輸?shù)讲顒?dòng)保護(hù)部分，為繼電保護(hù)設(shè)備提供可用的配置參數(shù);3）測(cè)控裝置需要連接到站控層部分，便于收、發(fā)繼電保護(hù)的信息，完善配置優(yōu)化的環(huán)境。

（2）集成保護(hù)配置優(yōu)化方案

集成保護(hù)配置優(yōu)化屬于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的重要部分，根據(jù)繼電保護(hù)自動(dòng)化、數(shù)字化的發(fā)展，其對(duì)集成保護(hù)的依賴性越來(lái)越明顯。集成保護(hù)配置優(yōu)化方案中充分考慮了繼電保護(hù)技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備、裝置之間的協(xié)同保護(hù)，在信息共享的基礎(chǔ)上進(jìn)行配置優(yōu)化，保障繼電保護(hù)的順利進(jìn)行。數(shù)字化變電站中的集成保護(hù)配置優(yōu)化方案，需要按照雙重化依據(jù)，確保集成保護(hù)中的每個(gè)系統(tǒng)都具備完整的設(shè)備構(gòu)成[4]。分析某變電所內(nèi)數(shù)字化變電站集成保護(hù)配置優(yōu)化的方案，該變電所在每臺(tái)主變上都加設(shè)了MU單元，通過(guò)光纖連接的方法與集成保護(hù)的裝置相連，同時(shí)借助交換機(jī)連接系統(tǒng)裝置，出線與電容器兩者之間的MU部分，可與系統(tǒng)裝置采用同一個(gè)交換機(jī)，完成集成保護(hù)的配置優(yōu)化，進(jìn)而提高繼電保護(hù)的能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)優(yōu)化配置能夠?yàn)閿?shù)字化變電站提供基礎(chǔ)的保護(hù)作用，規(guī)避變電站運(yùn)行中潛在的風(fēng)險(xiǎn)，降低了事故的發(fā)生率。我國(guó)大部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)字化發(fā)展，由于新、老技術(shù)的轉(zhuǎn)折，促使繼電保護(hù)中出現(xiàn)諸多缺陷，需要全面優(yōu)化配置，才能彌補(bǔ)變電站中的不足之處，由此繼電保護(hù)通過(guò)優(yōu)化配置，為數(shù)字化變電站提供可靠的保護(hù)措施。

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[4]郭軍慷.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2011，（10）：21-23

作者簡(jiǎn)介：顧紅（1967—），女，江蘇南京人，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)行。