數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的適應(yīng)性問題探索

凌兆偉

摘 要 科技的發(fā)展，使電力系統(tǒng)也不斷更新?lián)Q代，繼電保護(hù)裝置在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，更是大大提高了變電站的供電能力與供電可靠性。本文從數(shù)字化變電站的概況入手，對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的特點進(jìn)行了分析，并就數(shù)字化變電站繼電保護(hù)對電子式互感器及通信網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 數(shù)字化變電站;繼電保護(hù);適應(yīng)性

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0193-01

繼電保護(hù)系統(tǒng)是一個歷久彌堅的優(yōu)秀電力保護(hù)系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)技術(shù)不斷更新的新時代，如何讓繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠適應(yīng)當(dāng)下的數(shù)字化變電站系統(tǒng)，是保證電力系統(tǒng)安全、高效運行的關(guān)鍵，在這一活動中如何提高繼電保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)字化變電站的相互適應(yīng)性，本文將進(jìn)行詳述。

1 數(shù)字化變電站的定義

所謂的數(shù)字化變電站，可以簡單的認(rèn)為是用數(shù)字化信號代替過去的模擬電信號進(jìn)行變電信息處理的新型變電系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中因為數(shù)字化信號自身的特點，數(shù)字化變電站可以利用變電信息的數(shù)字化，進(jìn)行變電站變電信息的實時監(jiān)控和實時傳送，具有測量精度高、安全性高、可靠性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點。

2 數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的特點分析

繼電保護(hù)裝置是一種歷史悠久，但是在電力保護(hù)中作用重大的系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，其自身具備的線路狀態(tài)感知能力、對線路狀態(tài)的判斷能力以及對線路異常狀況的及時處理能力，都讓它成為一個穩(wěn)定的線路保護(hù)節(jié)點。在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用一直持續(xù)至今。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置，是傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的升級版，升級的主要部分是繼電保護(hù)系統(tǒng)的感應(yīng)裝置，在這一裝置中感應(yīng)信號由原來的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，因為數(shù)字信息傳遞系統(tǒng)的增加，讓繼電保護(hù)系統(tǒng)不再是一個孤立的個體，可以通過數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行實時上傳，保證了電力系統(tǒng)運行過程中的安全性和穩(wěn)定性。

3 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性分析

1）繼電保護(hù)裝置與不同的電子式交互傳感器配合使用的問題分析。

在數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用最主要的問題是，和不同的電子式交互傳感器之間的配合問題，因為繼電保護(hù)裝置進(jìn)行了數(shù)字化的改進(jìn)之后，需要融入到數(shù)字化變電站的數(shù)字化體系中去，才能真正發(fā)揮其繼電保護(hù)的作用，在通常情況下，繼電保護(hù)裝置都是與電子式交互傳感器進(jìn)行配合，來實現(xiàn)繼電信息與數(shù)字變電站主機(jī)的信息交互，但是在這一配合過程中，因為繼電保護(hù)裝置與電子式交互傳感器之間的系統(tǒng)差異，會造成二者之間的信息交互困難[1]。

①測量延時差異。

繼電保護(hù)裝置是保護(hù)電路不受威脅的重要保護(hù)裝置，在繼電保護(hù)裝置工作的過程中幾秒鐘的時間誤差，都會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，所以在繼電保護(hù)系統(tǒng)與電子式交互傳感器的連接中，要進(jìn)行系統(tǒng)反應(yīng)時間的差異比較，如果二者之間存在差異，要對繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)定延時補(bǔ)償，以減少繼電系統(tǒng)的反應(yīng)時間，保證電力系統(tǒng)的安全。

②量程差異。

在數(shù)字式繼電保護(hù)裝置工作中，電子式交互傳感器的量程對繼電保護(hù)工作有很大的影響，一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)與電子式交互傳感器之間有量程的差異，測量的結(jié)果超出了量程的上限或者下限以后，就會在繼電系統(tǒng)的測量圖中形成穿心畸形，會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的虛警，對繼電保護(hù)裝置安裝的電力線路造成運行穩(wěn)定性的影響，所以在數(shù)字化繼電保護(hù)裝置安裝的過程中，要盡量選擇一個供應(yīng)商生產(chǎn)的數(shù)字式繼電保護(hù)裝置和電子式交互傳感器，保證這二者之間的配合不會出現(xiàn)問題[2]。

2）過程層網(wǎng)絡(luò)和電子式互感器對繼電保護(hù)動作實時性的影響分析。

在電網(wǎng)保護(hù)的實踐中，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在輸電線路出現(xiàn)故障的時候，反應(yīng)時間是明顯快于數(shù)字式繼電保護(hù)裝置的，造成這一現(xiàn)象的主要原因就是過程層網(wǎng)絡(luò)數(shù)字繼電保護(hù)裝置的延遲，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置在發(fā)現(xiàn)線路異常之后，要經(jīng)歷保護(hù)裝置數(shù)字化采樣的延遲、電子式交互感應(yīng)器處理延遲、網(wǎng)絡(luò)延遲等一系列的延遲，之后才能對電路異常采取措施。在正常的輸電線路運行中，繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)時間越快，繼電保護(hù)的作用面積就會越大，也就是說繼電保護(hù)系統(tǒng)反應(yīng)的時間越短，所能保護(hù)的線路范圍就會越大，輸電網(wǎng)絡(luò)的安全性就越高。所以在數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用中，不能光看到繼電保護(hù)裝置數(shù)字化之后的好處，也要看到繼電保護(hù)裝置數(shù)字化之后的缺點，要針對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的這一缺點改進(jìn)繼電保護(hù)算法、減少數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)需要的時間的系統(tǒng)改進(jìn)，提高數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)速度，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行[3]。

3）繼電保護(hù)處理電子式互感器數(shù)據(jù)異常的措施。

數(shù)字式繼電保護(hù)系統(tǒng)因為其內(nèi)部傳感器感應(yīng)形式的改變，對環(huán)境影響因素的抵抗能力變?nèi)趿?，在?qiáng)電磁環(huán)境的影響下，數(shù)字式繼電保護(hù)系統(tǒng)會因為內(nèi)部感應(yīng)單元的感應(yīng)異常，而造成感應(yīng)數(shù)據(jù)的異常，這種異常情況在高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中更是常見，所以數(shù)字化繼電保護(hù)裝置要有應(yīng)對異常數(shù)據(jù)的能力，能夠通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠惓，F(xiàn)象和數(shù)據(jù)本身的差異程度，對數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行判斷。

4）數(shù)字化變電站繼電保護(hù)及電子式互感器的采樣同步

問題。

與傳統(tǒng)的變電站通過電磁式互感器進(jìn)行線路運行信息的測量不同，數(shù)字化變電站因為其本身高度的數(shù)字化，所以在不同系統(tǒng)進(jìn)行信息交流時，都是運用數(shù)字信號進(jìn)行信息交互的，這這一信息交互過程中，因為繼電保護(hù)系統(tǒng)需要將電訊號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號再進(jìn)行信息交互，所以在與其他設(shè)備進(jìn)行信息交互的過程中，就會產(chǎn)生信息交互不同步的現(xiàn)象，這對數(shù)字化變電站的精確控制是不利的。所以要采取措施讓數(shù)字化變電站的信息交互保持同步，為了達(dá)到這一目的，一般會采用以下措施：一是配置統(tǒng)一的外部時間源，二是合并單元插值計算[4]，三是采用繼電保護(hù)裝置作為電子式交互傳感器數(shù)據(jù)采集的同步源。

4 結(jié)論

數(shù)字化變電站是電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，是電力系統(tǒng)運行的未來，在數(shù)字化變電站的建立健全過程中，繼電保護(hù)裝置的數(shù)字化改進(jìn)和有機(jī)結(jié)合應(yīng)用，是保證電力系統(tǒng)能安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，只有努力提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的適應(yīng)性，使之與數(shù)字化變電站完全契合，才能保證電力系統(tǒng)安全高效的運行。

參考資料

[1]朱林.基于實時以太網(wǎng)的數(shù)字化變電站體系結(jié)構(gòu)和新型應(yīng)用[D].華中科技大學(xué)，2010.

[2]陳正邦.110 kV數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置方案的研究[D].華南理工大學(xué)，2010.

[3]王旖旎.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性設(shè)計技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2011.

[4]張航.智能變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計及其工程應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2013.

[5]郭玉菡.110 kV坨九變電站主變壓器微機(jī)保護(hù)研究與應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2012.endprint