數(shù)字化電氣信息采集對(duì)繼電保護(hù)可靠性的影響

齊 亮

（云南華電金沙江中游水電開(kāi)發(fā)有限公司，云南 昆明 650228）

0 引 言

傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中往往存在較多問(wèn)題，已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今時(shí)代對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的要求。因此，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中利用數(shù)字化的繼電保護(hù)系統(tǒng)，能夠大幅提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)在工作模式、實(shí)踐應(yīng)用方式中得到了完善。另外，這種繼電保護(hù)裝置在信息采集過(guò)程中采用的數(shù)字化采集方式，能夠在擴(kuò)大信息采集范圍的同時(shí)，縮短信息采集時(shí)間，最終達(dá)到提高信息采集效率的目的。

1 數(shù)字化電氣信息采集結(jié)構(gòu)

數(shù)字化電氣信息采集的結(jié)構(gòu)主要包括電子互感器和合并單元。本文將對(duì)二者在實(shí)際運(yùn)行中的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。其中，電子互感器根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)能夠分成幾種不同類型。根據(jù)原理劃分，它可以分為有源式互感器和無(wú)源式互感器；根據(jù)應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行劃分，它可以分為電流互感器和電壓互感器。其中，有源式電子互感器主要可以劃分為電阻分壓互感器和電流分壓互感器。電流式電子互感器主要利用空心線圈進(jìn)行電流感應(yīng)，即將空心線圈纏繞在磁性骨架中。在選擇骨架的過(guò)程中要注意，骨架不能采用鐵制骨架，以避免出現(xiàn)電磁后滯等現(xiàn)象。另外，這種類型的互感器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)大電流的測(cè)量性能較高，能夠起到良好的保護(hù)作用。低功率的電子互感器能夠?qū)π‰娏鬟M(jìn)行精確測(cè)量，在電流測(cè)量系統(tǒng)中得到了良好應(yīng)用[1]。

實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，合并單元需要將電子互感器進(jìn)行接入。同時(shí)，在該種應(yīng)用模式中，電子互感器中也存在多個(gè)合并單元信號(hào)。要想提高合并單元的應(yīng)用質(zhì)量，需要對(duì)系統(tǒng)中的高效性、運(yùn)行同步性進(jìn)行有效管理。目前，管理運(yùn)行同步性的過(guò)程中，主要采用的方式為GPS定位系統(tǒng)中的脈沖信號(hào)。這種管理方式能夠保證站內(nèi)運(yùn)行、站外運(yùn)行的同步性。在對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行管理的過(guò)程中，主要采用PTP方式進(jìn)行管理，從而能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)同步。圖1為電子互感器與合并單元的結(jié)構(gòu)。

圖1 電子互感器與合并單元的結(jié)構(gòu)

2 數(shù)字化電氣信息對(duì)繼電保護(hù)可靠性的影響

2.1 對(duì)電子互感器的影響

電子化互感器是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的主要組成部分，也是該系統(tǒng)中影響可靠性的主要因素。因此，需要對(duì)其進(jìn)行全面研究。電子互感器的應(yīng)用效果與制作材料、制作工藝以及運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系非常密切。因此，需要重點(diǎn)研究以上幾方面因素。目前，我國(guó)有源式電子互感器在研究過(guò)程中已經(jīng)取得了較高的研究成果，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍存在一定問(wèn)題，主要為零件設(shè)備在電磁場(chǎng)環(huán)境中的抗干擾能力、運(yùn)行的穩(wěn)定性。其中，涉及的零件主要包括空心線圈、電子電路以及供電電源等。此外，能夠?qū)﹄娮邮交ジ衅骺煽啃援a(chǎn)生影響的因素還包括電子互感器中線路的設(shè)計(jì)方式、線圈的制作工藝、溫度的補(bǔ)償方式以及系統(tǒng)中的積分算法等。在進(jìn)行電子互感制作過(guò)程中，不同的生產(chǎn)廠家制作的電互感器不同。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是處理量程時(shí)的差異。此外，電子互感器在與合并單元進(jìn)行連接的過(guò)程中并沒(méi)有對(duì)接口的規(guī)格進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，進(jìn)而對(duì)二者的連接質(zhì)量產(chǎn)生了一定影響[2]。

2.2 對(duì)數(shù)字傳輸方式的影響

在利用傳統(tǒng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，存在二次電纜回路極性問(wèn)題、絕緣系統(tǒng)問(wèn)題、接地問(wèn)題以及斷線問(wèn)題等。因此，在進(jìn)行檢查維護(hù)的過(guò)程中，耗費(fèi)的時(shí)間、精力較多。而采用數(shù)字化電氣信息采集方式，不僅能夠簡(jiǎn)化檢查維護(hù)流程，而且能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。但是，利用該種方式要注意，數(shù)字化電氣信息采集方式涉及的技術(shù)較多，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)、通信技術(shù)等，為了保證數(shù)字傳輸?shù)馁|(zhì)量，實(shí)際運(yùn)行中需要將以上多種技術(shù)進(jìn)行充分融合，進(jìn)而達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的目的。例如，在進(jìn)行數(shù)字傳輸?shù)倪^(guò)程中，全面管理數(shù)字變電站的設(shè)計(jì)方式，可保證各種技術(shù)在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)全面融合，避免系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，最終達(dá)到提高數(shù)字傳輸質(zhì)量的目的。

2.3 對(duì)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模式的影響

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程中，需要利用合并單元進(jìn)行。其中，合并單元共采用32循環(huán)校驗(yàn)碼形式進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，而保護(hù)裝置能夠利用校驗(yàn)碼對(duì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行判斷。如果在此過(guò)程中校驗(yàn)碼沒(méi)有接收到正確的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，那么系統(tǒng)中的保護(hù)裝置將會(huì)發(fā)出預(yù)警信息，對(duì)系統(tǒng)中的互感器、數(shù)據(jù)通道進(jìn)行封閉管理，并對(duì)其進(jìn)行細(xì)致檢查，有效提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。但是，這種數(shù)據(jù)驗(yàn)證模式并不適用于全部情況。如果實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中數(shù)據(jù)信息的變化是因?yàn)橥饨绛h(huán)境干擾造成的，則校驗(yàn)碼檢測(cè)方式將無(wú)法對(duì)其作出判斷。綜上所述，數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)共享模式能夠?qū)ο到y(tǒng)中的電流異常進(jìn)行判斷，主要包括系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)電流滿足條件的判斷等，同時(shí)制定出相應(yīng)的解決方案。

2.4 對(duì)采樣頻率的影響

對(duì)系統(tǒng)中采樣頻率進(jìn)行研究，通常情況下系統(tǒng)保護(hù)裝置中的采樣頻率周期為24、48、96點(diǎn)，然后根據(jù)采樣頻率制定出相應(yīng)的保護(hù)算法。在合并單元中，采用的采樣頻率周期為80和200點(diǎn)。通過(guò)與保護(hù)裝置中的采樣頻率進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者的采樣頻率不一致，導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法利用抽點(diǎn)的方式進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，只能利用差值方式進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，無(wú)論是將高頻率轉(zhuǎn)向低頻率，還是將低頻率轉(zhuǎn)為高頻率，都需要濾除其中的高頻分量。由此可以看出，高頻分量的濾除質(zhì)量對(duì)最終采樣頻率的轉(zhuǎn)化質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，需要在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行質(zhì)量較高的低頻濾波器，且該濾波器要滿足相應(yīng)的精度要求和延時(shí)要求。另外，還可以將系統(tǒng)中的電子互感器與合并單元中的采樣頻率保持相互一致，避免系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)誤差、延遲，同時(shí)提高數(shù)字化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精確程度，最終保證系統(tǒng)采樣頻率相互一致。通過(guò)對(duì)以上幾方面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化電氣信息采集能夠有效提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量[3]。

3 結(jié) 論

綜上所述，隨著人們對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求越來(lái)越高，如何提高繼電保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的可靠性，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。本文通過(guò)研究數(shù)字化電氣信息采集對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的影響發(fā)現(xiàn)，它能夠有效提高繼電保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性，同時(shí)能夠提高繼電保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的運(yùn)行效率。因此，研究數(shù)字化電氣信息采集對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響，能夠?yàn)榻窈罄^電保護(hù)系統(tǒng)今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 張軍艷，李麗娟.數(shù)字化電氣信息采集在繼電保護(hù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（3）：7.