基于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)分析

田玉坤 吳奕卯

摘要：繼電保護(hù)作為變電站的重要組成部分之一，它對(duì)整個(gè)變電站的運(yùn)行具有保護(hù)作用，所以繼電保護(hù)本身應(yīng)當(dāng)有足夠高的可靠性。針對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)尤為重要，有效的繼電保護(hù)測(cè)試信息能及時(shí)反應(yīng)數(shù)字化變電站的工作狀況和為數(shù)字化變電站中的工作人員帶來(lái)極大便利，為未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;變電站;繼電保護(hù);調(diào)試技術(shù);

在變電站中，繼電保護(hù)是一項(xiàng)不可或缺的重要措施，其能夠?qū)收线M(jìn)行檢測(cè)，發(fā)出報(bào)警，或是直接將故障從線路中隔離開(kāi)，確保無(wú)故障區(qū)域的正常運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，繼電保護(hù)應(yīng)當(dāng)具有選擇性、速動(dòng)性、靈敏性及可靠性等特點(diǎn)。

1繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成系統(tǒng)

1.1現(xiàn)場(chǎng)間隔層面裝置

現(xiàn)場(chǎng)間隔裝置是一次電力設(shè)備保護(hù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。一般情況下，電壓等級(jí)不同，主變壓器、輸電線路、并聯(lián)電容器等一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和電磁反應(yīng)特性也各不相同，因此需要進(jìn)行不同的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)，基于此，電力設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用情形進(jìn)行分析，具有特定功能的現(xiàn)場(chǎng)間隔層面裝置得以生產(chǎn)應(yīng)用。如在35kV變電所中，電力工作人員不僅設(shè)置了主變壓器的保護(hù)裝置，同時(shí)增設(shè)了差動(dòng)保護(hù)裝置、后備保護(hù)裝置、非電量保護(hù)裝置等內(nèi)容。

1.2中間網(wǎng)絡(luò)通信

繼電保護(hù)裝置的中間網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，硬件網(wǎng)線、網(wǎng)絡(luò)接口以及中繼器等設(shè)備是其重要的組成部分。系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，通信軟件是其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基本支撐，然后在通信協(xié)議的約束下，進(jìn)行數(shù)據(jù)端對(duì)端及廣播式發(fā)送接收的實(shí)現(xiàn)。在中間網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，一定層面的繼電運(yùn)行錯(cuò)誤可自動(dòng)校正，確保了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的發(fā)揮。

1.3后臺(tái)操作裝置

繼電保護(hù)系統(tǒng)中，后臺(tái)操作系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)控制界面的良好觀察，在人機(jī)交互的過(guò)程中，確保繼電保護(hù)預(yù)警、規(guī)約、儲(chǔ)存追憶事故以及遠(yuǎn)方電力設(shè)備控制等保護(hù)作用的發(fā)揮。一般情況下，后臺(tái)操作系統(tǒng)與后臺(tái)控制軟件相互連接，確保了繼電綜合保護(hù)的自動(dòng)化，同時(shí)其使得后臺(tái)操作裝置具備了雜志運(yùn)行、報(bào)表管理、圖形顯示、圖像檢測(cè)等諸多功能，對(duì)于共享數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)刷新具有重大影響。

2數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1通信網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)

IEC1580-9-2用于數(shù)字變電站繼電保護(hù)技術(shù)中，通過(guò)該通信標(biāo)準(zhǔn)能夠使繼電保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效率和數(shù)字化。數(shù)字化的變電站繼電保護(hù)測(cè)試的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)可能會(huì)在數(shù)據(jù)傳輸下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效率傳輸和共享。在共享的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)共享有效的測(cè)試樣本值數(shù)據(jù)資源。由于繼電保護(hù)測(cè)試的測(cè)試數(shù)據(jù)可以輸出不同類(lèi)型的消息，因此，對(duì)于不同類(lèi)型的設(shè)備也可以通過(guò)數(shù)字變電站繼電保護(hù)測(cè)試的有效應(yīng)用快速傳遞信息。隨著我國(guó)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍內(nèi)的應(yīng)用。

2.2確保未來(lái)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性能

以保證數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸。因此，變電站數(shù)字化的通信接口有必要增加傳輸時(shí)間。繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)變電站通常采樣數(shù)據(jù)打包的形式，在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中實(shí)現(xiàn)每個(gè)數(shù)字變電站的通信設(shè)備之間的交互。所以，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間可以直接體現(xiàn)在數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)裝置的性能上。因此，只有保證數(shù)字化變電站通信接口間的繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及保證傳輸?shù)募皶r(shí)性和有效性，才能夠真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的繼電保護(hù)功能。

2.3數(shù)字化變電站的高效運(yùn)行十分關(guān)鍵

因此，為了保證變電站電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，通過(guò)數(shù)字化的繼電保護(hù)是十分必要的。通過(guò)該測(cè)試技術(shù)，確保繼電保護(hù)測(cè)試裝置的性能可以正常工作。因此，無(wú)論是在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程還是相位存在誤差，都需要首先收集電壓和電流信號(hào)，以確保數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試設(shè)備的性能良好，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的保護(hù)工作。有效的數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試進(jìn)行時(shí)還需要注意模擬?ETC/EVT?故障數(shù)據(jù)功能的應(yīng)用，通信標(biāo)準(zhǔn)?IEC1580-9-2應(yīng)用是數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)，通過(guò)模擬ETC/EVT?故障數(shù)據(jù)來(lái)尋找繼電保護(hù)測(cè)試中設(shè)備存在的故障，在找出故障時(shí)及時(shí)的對(duì)故障進(jìn)行數(shù)字化處理，以此降低繼電保護(hù)測(cè)試的誤差，在進(jìn)行用模擬?ETC/EVT?故障數(shù)據(jù)功能的繼電保護(hù)測(cè)試時(shí)需要注意兩個(gè)方面：①?運(yùn)用通信標(biāo)準(zhǔn)?IEC1580-9-2?應(yīng)用為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能檢測(cè)出繼電保護(hù)測(cè)試裝置是否存在故障和對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試裝置進(jìn)行保護(hù)。以此來(lái)促使繼電保護(hù)測(cè)試裝置功能的全面發(fā)揮。②?在進(jìn)行繼電保護(hù)測(cè)試時(shí)要對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試的實(shí)際情況進(jìn)行充分了解才能保證技術(shù)裝置模擬ETC/EVT?故障數(shù)據(jù)符合變電站的實(shí)際情況。

3數(shù)字化比傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化變電站的優(yōu)勢(shì)

3.1避免重復(fù)建設(shè)共享同一信息模型

數(shù)字化變電站在信息采集的時(shí)候是利用同樣的模型來(lái)進(jìn)行的，有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并且在接入通訊網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候也是按照同樣的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成的，這樣對(duì)于不同的功能，就可以利用同一套系統(tǒng)來(lái)完成信息的采集和傳輸工作，節(jié)省了很多的成本。

3.2減少變電站全生命周期成本

變電站的設(shè)備之間需要通信，而這種通信是建立在網(wǎng)絡(luò)上的，當(dāng)變電站的功能需要改進(jìn)或者要再新加入一些設(shè)備的時(shí)候，只需要在通訊網(wǎng)絡(luò)上增加新的設(shè)備就可以了，而綜合自動(dòng)化變電站還要對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行一定的改造才可以，這也節(jié)約了成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的增長(zhǎng)。

此外，數(shù)字化變電站的各項(xiàng)功能可以在不同的設(shè)備上進(jìn)行共享，比如要增加一些新的功能，如果現(xiàn)有的設(shè)備能夠完成這些功能，那么，不需要增加設(shè)備，而只需要將其軟件方面進(jìn)行改動(dòng)即可，不用再去購(gòu)置新的硬件設(shè)施。

3.3信號(hào)傳輸采用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)

數(shù)字化變電站在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，是借助計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，利用計(jì)算機(jī)之間的通信方式，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，在傳遞的時(shí)候，它有自身的一套規(guī)則，可以防止錯(cuò)誤信號(hào)的傳遞，并且在發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，提供報(bào)警功能。傳統(tǒng)變電站一次設(shè)備和二次設(shè)備間直接通過(guò)電纜傳輸沒(méi)有校驗(yàn)信息的信號(hào)，當(dāng)信號(hào)出錯(cuò)或電纜斷線、短路時(shí)都難以發(fā)現(xiàn)。而且傳輸模擬信號(hào)難以使用光纖技術(shù)，易受干擾。

3.4變電站可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜自動(dòng)化功能

傳統(tǒng)變電站由于通信系統(tǒng)傳輸信息的過(guò)程中難以保證信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，在傳遞過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)信息不完整，信息傳遞延時(shí)以及信息在傳遞過(guò)程中無(wú)法保證一定的可靠性等問(wèn)題，許多自動(dòng)化技術(shù)只能停留在試驗(yàn)室里，難以在工程項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)字化變電站的采用智能一次設(shè)備，所有功能均可遙控實(shí)現(xiàn)。通信系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒏暾?，通信的可靠性和?shí)時(shí)性都大幅度提高。變電站因此可實(shí)現(xiàn)更多、更復(fù)雜的自動(dòng)化功能，提高自動(dòng)化水平。

結(jié)束語(yǔ)

通常情況下，變電站的繼電保護(hù)裝置由邏輯、測(cè)量和執(zhí)行3個(gè)部分組成，各部分具有不同的作用，如邏輯部分主要是對(duì)被保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，從而決定是否進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作;測(cè)量部分則是對(duì)被保護(hù)設(shè)備的電氣量進(jìn)行測(cè)量;執(zhí)行部分是對(duì)保護(hù)裝置承擔(dān)的任務(wù)進(jìn)行具體執(zhí)行。當(dāng)變電站內(nèi)被保護(hù)的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)能夠使設(shè)備的損壞程度降至最低，并且還能縮小故障影響范圍。為使繼電保護(hù)在變電站中的作用得以充分發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)做好相關(guān)的調(diào)試工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T36273-2018，智能變電站繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置數(shù)字化接口技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 羅仕奎.數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)技術(shù)探析研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（25）：57-58.

[3] 李珊珊.淺談提高110kV數(shù)字化變電站繼電保護(hù)可靠性的措施[J].機(jī)電信息，2017（15）：174-175.

[4] 李官宇，李彥，李媛媛.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（01）：23.

（作者單位：河北省送變電有限公司）