探析數(shù)字化繼電保護在智能變電站中的應(yīng)用

王軍克

（石家莊供電公司變電檢修室變電二次一班，河北 石家莊 050000）

在變電站中，一旦有故障發(fā)生，繼電保護系統(tǒng)就能及時發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出相應(yīng)的警告信號或直接清除故障，以保證整個電力系統(tǒng)的正常運行。而數(shù)字化繼電保護是由傳統(tǒng)的繼電保護加數(shù)字技術(shù)發(fā)展而來，在變電站保護上能夠發(fā)揮出更為顯著的保護作用。

一、數(shù)字化繼電保護在變電站應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）基于過程層的分布式母線保護技術(shù)

與傳統(tǒng)集中式母線保護不同，分布式母線保護不存在易受干擾、二次接線復(fù)雜和不易擴展等缺點，且具有分散處理能力。但要使分布式母線保護充分發(fā)揮出其效用，就必須為其提供更多的實時性數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)變電站要想達到以上這些要求十分的困難，而變電站數(shù)字化后卻能夠依托強大的數(shù)字技術(shù)來幫助有效的完成以上要求。數(shù)字化變電站通過分布式的電子式互感器和合并單元的數(shù)據(jù)采集模式的利用和統(tǒng)一精確的時鐘的選用（這里為使各個數(shù)據(jù)采集單元時鐘、各個保護裝置時鐘準(zhǔn)確同步的目標(biāo)得以實現(xiàn)，還運用了精密對時技術(shù)），保證了數(shù)據(jù)采集的高度同步化，也使各保護之間的信息交互和相互配合目標(biāo)得以很好的實現(xiàn)。

（二）數(shù)字化的變壓器保護技術(shù)

為確保變壓差動保護時刻處在正常運行狀態(tài)中，首先就應(yīng)該充分了解影響其正確工作的兩個關(guān)鍵問題：第一是勵磁涌流的正確識別問題；第二是由故障電流和防止外部短路時暫態(tài)不平衡電流引起的差動保護誤動問題。電磁式電流互感器不能對勵磁涌流中產(chǎn)生的非周期分量進行有效的傳遍，這也就改變了二次側(cè)電流所表現(xiàn)的涌流特性，最終導(dǎo)致對保護的判斷中出現(xiàn)失誤。電子式電流傳感器具有高保真?zhèn)鞅橹绷骱透哳l分量的特性，通過對以上特定性的利用，并以勵磁影流發(fā)生時電流的特點為依據(jù)，可以為勵磁涌流與故障電流的正確區(qū)分提供行之有效的新判據(jù)，進而使變壓器差動保護誤動現(xiàn)象的發(fā)生得到有效的防止。在變壓器中應(yīng)用電磁式電流互感器，會因為各側(cè)的暫態(tài)特性存在差異而導(dǎo)致變壓器差動保護的暫態(tài)不平衡電流有所加大，這也會使變壓器差動保護誤動的發(fā)生概率有所提高，針對以上問題，當(dāng)下運用最多的方法使提高保護的動作電流值，但這會對匝間短路時保護的靈敏度造成一定的影響。而在數(shù)字化變電站中，電子式互感器的應(yīng)用可以保證各側(cè)互感器的二次暫態(tài)電流保持高度的一致，這也會使匝間短路的靈敏度提高10倍以上，最終使變壓器差動保護的有效性得到顯著的增加。

（三）輸電線路數(shù)字化保護技術(shù)

輸電線分相瞬間值縱差保護誤動產(chǎn)生的根本原因就在于傳統(tǒng)電流互感器的飽和問題，而應(yīng)用于數(shù)字化變電站的縱差保護中的數(shù)據(jù)都是由不存在飽和問題的電子式電流互感器提供的，這也就從根本上杜絕了因飽和問題引起的縱差保護誤動的發(fā)生。將傳統(tǒng)的電流互感器和電子式電流互感器的比制動差動保護動作特性放在一起進行比較和分析，我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)電子式電流互感器的應(yīng)用，能夠很好的提升差動保護的靈敏性。而由電子式電流互感器為數(shù)字化的距離保護提供采樣值，也能有效的避免鐵芯磁飽和問題的出現(xiàn)，同時還能大幅度提升保護的起動元件、選相元件以及距離阻抗元件的性能和動作準(zhǔn)確率。除此之外，運用電磁式電流互感器，其存在的飽和問題還會從很大程度上影響過電流保護和反時限過流保護的動作時間；過電流保護由相角測量的方向決定，其動作的選擇性也會受到電磁式電流互感器二次電流波形畸變的影響；雖然過電流保護的結(jié)構(gòu)十分的簡單，但在受到電磁式電流互感器飽和的影響后，也會產(chǎn)生較多的誤動現(xiàn)象。而在數(shù)字化變電站采用的是電子式電流互感器，這種互感器不存在飽和問題，用其提供的采樣數(shù)據(jù)，自然能夠使電流傳變程中引入誤差得到根本的消除，從而使保護的動作性能得到很好的改善。

二、數(shù)字化繼電保護在智能化變電站中的應(yīng)用

變電站保持高效穩(wěn)定運行的第一層保護就來自于繼電保護。而繼電保護數(shù)字化以后，其科技含量越來越高，也使變電站的發(fā)展要求得到了更為充分的滿足，繼電保護設(shè)備信息傳遞的數(shù)字化目標(biāo)也得到了很好的實現(xiàn)。下面介紹數(shù)字化繼電保護中集中新的測試檢驗方法。第一，與傳統(tǒng)的測試檢驗方式相比，數(shù)字化繼電保護摒棄了在保護裝置中輸入電壓和電流的模擬量的方法，而是選擇在保護裝置中輸入光纖數(shù)字信號。這種光纖信號要求在繼電保護設(shè)備存在有跨間隔數(shù)據(jù)需求時，在進行不同間隔間的數(shù)據(jù)傳遞時，需要在時間上盡量保持一致。而當(dāng)無法確定的問題或超出接受范圍的問題存在于實際運用中時，保護裝置的作用也就根本無法發(fā)揮出來。第二，總結(jié)實際操作中的經(jīng)驗，我們可以發(fā)現(xiàn)接點直接跳閘方式在智能變電站繼電保護中應(yīng)用十分的廣泛，并逐漸在智能變電站保護措施中得以應(yīng)用。當(dāng)前，智能變電站中廣泛的應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將數(shù)字信號向智能終端傳送并引發(fā)跳閘，這也就使系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性得到了有效的提高。第三，數(shù)字化繼電保護中還會檢驗光纖以太網(wǎng)的誤碼率和光收發(fā)器件功率，這使連接的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)的安全性都得到了有效的保障。第四，數(shù)字化繼電保護中運用了當(dāng)前最先進的光纖數(shù)字信號輸入技術(shù)，這使數(shù)字化繼電保護的作用得到了更好的發(fā)揮，但同時也對數(shù)據(jù)的實時性和同步性提出了更高的要求，因此，必須加大測試和檢驗的力度。

結(jié)語

數(shù)字化繼電保護在智能變電站發(fā)揮著十分重要的作用，當(dāng)前我國的數(shù)字化繼電保護的研究和實踐都取得了一定的成果，但也存在著一些不足，還需進一步的深入的研究，并進行應(yīng)用實踐。

[1]胡春琴，徐良駿，周鑫，石英超.全數(shù)字化繼電保護在上海蒙自智能變電站的應(yīng)用[J].供用電，2010（04）：26-29.

[2]徐曉菊.數(shù)字化繼電保護在110kV智能變電站中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（10）：78.