史文豪

引言：隨著科技的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)逐漸向智能化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。目前中國電網(wǎng)行業(yè)正在進(jìn)行數(shù)字化變電站建設(shè)，因此對數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)改革便成為一項重要課題。本文將結(jié)合中國變電站數(shù)字化建設(shè)實際，對如何加強(qiáng)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的適應(yīng)性進(jìn)行探討分析。

由于社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的日常生活水平逐漸提高，對于電網(wǎng)質(zhì)量有了更高需求。加強(qiáng)數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)，保障數(shù)字化變電站運(yùn)行環(huán)境安全穩(wěn)定逐漸引起電力部門重視。提高數(shù)字化變電站繼電保護(hù)能力水平，促進(jìn)繼電保護(hù)適應(yīng)性改革，成為相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的重要使命。

一、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)存在問題分析

數(shù)字化變電站即是將變電站的模擬信息數(shù)據(jù)通過解碼轉(zhuǎn)化，翻譯成數(shù)字信息進(jìn)行處理。數(shù)字化變電站大大提高了信息處理的效率，有效防止了數(shù)據(jù)信息丟失破損等情況的發(fā)生，將變電站的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行共享并及時更新，實現(xiàn)了變電站的智能化管理。數(shù)字化變電站的設(shè)備具有自動化特點(diǎn)，且接線便捷，具有更高的電磁兼容性，保證了數(shù)字化變電站較之傳統(tǒng)變電站具有更高精確度的計算測量、更安全可靠的網(wǎng)絡(luò)平臺，能為變電站帶來更顯著的經(jīng)濟(jì)效益。[1]因此，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用便顯出了一些弊端，如實時檢測的動態(tài)范圍狹隘，對故障數(shù)據(jù)的測量精度不夠，和數(shù)字測量的頻率映射度小等，不能有效保證數(shù)字化變電站運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性、安全性，對電力系統(tǒng)的正常工作造成隱患。因此加強(qiáng)繼電保護(hù)對數(shù)字化變電站的適應(yīng)性，提高繼電保護(hù)智能化，促進(jìn)數(shù)字化變電站的科學(xué)化管理，對于促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展、維持社會經(jīng)濟(jì)高速增長、提高人民生活水平都有著較為重要的意義及深遠(yuǎn)影響。

二、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性分析

數(shù)字化繼電保護(hù)裝置主要有以下的特征：

1、數(shù)字化特征明顯

與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的信號處理模式主要為數(shù)字電路，而傳統(tǒng)的機(jī)電保護(hù)裝置則是模擬信息量，因此數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對數(shù)據(jù)的處理速度更快，同時計算測量結(jié)果更加精確。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置包含的端口網(wǎng)絡(luò)較多，因此功能相對較強(qiáng)大。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集主要是依靠電子模式互感應(yīng)器，因此對數(shù)據(jù)的采納收集速度更快，數(shù)據(jù)信息的共享更新效率較之傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置得到提升。

2、設(shè)備接口數(shù)字化

數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部信息傳遞是由覆蓋光纖實現(xiàn)的，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的端口網(wǎng)絡(luò)接線也是由光纖構(gòu)成。當(dāng)數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的電子式感應(yīng)器將信息收集處理后，裝置內(nèi)部光纖會對其進(jìn)行高速傳遞，在低壓端進(jìn)行合并單元處理后進(jìn)行輸出，從而得到精確數(shù)據(jù)。設(shè)備接口的數(shù)字化以及裝置內(nèi)部光纖傳輸大大提高了數(shù)據(jù)量的傳遞速度，降低了模擬信息和數(shù)字信息相互轉(zhuǎn)化的工作量，形成高效的信息數(shù)據(jù)處理模式。

數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對于不同的電子式互感器有迥異的適應(yīng)性。電子式感應(yīng)器有不同種類，造成數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的測量延時有差異，測量范圍也有一定差異。為了防止由于繼電保護(hù)裝置測量延時的誤差對繼電保護(hù)效果的不利影響，應(yīng)對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置進(jìn)行校正檢測，并采取一定措施對其進(jìn)行時差補(bǔ)償。針對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置測量范圍的不同，應(yīng)根據(jù)不同生產(chǎn)廠家的測量額度進(jìn)行核實，盡量統(tǒng)一繼電保護(hù)裝置的測量參數(shù)，保證不發(fā)生計算檢測誤差。[2]針對網(wǎng)絡(luò)和感應(yīng)器對繼電保護(hù)裝置實時性，一般的數(shù)字化繼電保護(hù)裝置會有一個反應(yīng)周期，在進(jìn)行故障檢測到實施保護(hù)間有一定的延時周期，包括數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸、感應(yīng)器處理數(shù)據(jù)、繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)收集等延時因素。尤其是在數(shù)字化變電站中，這種延時周期體現(xiàn)地更為明顯。為了減少延時周期，提高繼電保護(hù)裝置實時性，確保數(shù)字化繼電保護(hù)裝置能及時地對故障區(qū)做出反應(yīng)、提出保護(hù)措施、發(fā)出警報，電力部門研究人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的算法改進(jìn)研究工作，縮減數(shù)據(jù)收集處理的時間，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)，加大對電子式感應(yīng)器的靈敏度測試，有效提高數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的故障分析、診斷效率，縮減反應(yīng)周期。電子式感應(yīng)器還可能會由于外界的干擾出現(xiàn)傳輸故障，造成結(jié)果異常，因此在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境內(nèi)應(yīng)減少電子器械的使用，并及時進(jìn)行數(shù)字化繼電保護(hù)裝置檢測，排除硬件故障，確保繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行工作。此外，繼電保護(hù)裝置和電子互感器的數(shù)據(jù)樣本采集可能存在時間延誤差異，因此變電站相關(guān)工作人員應(yīng)注意進(jìn)行裝置調(diào)整，對縮減采樣時差進(jìn)行研究，從而使樣本數(shù)據(jù)的采集更加精確。

三、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性模擬方案

為了有效提高繼電保護(hù)裝置對數(shù)字化變電站的適應(yīng)性，某變電站設(shè)計了一套模擬方案。通過對數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的購置，該數(shù)字化變電站選擇了不同參數(shù)的繼電保護(hù)裝置，在投入使用的過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了一系列誤差，導(dǎo)致繼電保護(hù)的效率較低。通過分析得出，由于不同生產(chǎn)廠家的繼電保護(hù)裝置存在延時誤差以及量程誤差，阻礙繼電保護(hù)裝置相互間信息交流，不能對變電站存在的故障信息做出精確統(tǒng)一的監(jiān)測計算，導(dǎo)致繼電保護(hù)效率較低。該變電站在統(tǒng)一了繼電保護(hù)裝置之后發(fā)現(xiàn)，電子互感器和繼電保護(hù)裝置有一定的采樣時間差異，經(jīng)過討論研究，該變電站將站內(nèi)的時鐘進(jìn)行了統(tǒng)一，同時對電子式互感器所收集的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了合并單元插值測量，使電子互感器的采樣基本與繼電保護(hù)裝置統(tǒng)一。為了排除電子式互感器可能出現(xiàn)的故障，該變電站提高了對其的網(wǎng)絡(luò)共享檢測，并采用了相對較獨(dú)立的電子式傳感元件，使電子式感應(yīng)器的硬件不至于發(fā)生故障相互影響，大大降低了電子式感應(yīng)器的數(shù)據(jù)傳輸誤差值。通過以上措施，該數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)裝置實現(xiàn)了與變電站的有機(jī)適應(yīng)，大大加強(qiáng)了繼電保護(hù)質(zhì)量。

四、結(jié)語

為了防止數(shù)字化變電站出現(xiàn)供電故障、站內(nèi)線路短路等事故，繼電保護(hù)裝置的科學(xué)合理應(yīng)用尤其重要。然而目前中國的數(shù)字化變電站還存在著一系列繼電保護(hù)問題，如電子感應(yīng)器和繼電保護(hù)裝置不匹配等。相關(guān)電力部門應(yīng)加大對數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的適應(yīng)性研究，提高繼電保護(hù)質(zhì)量，有效避免數(shù)字化變電站故障為電力工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李仲青，周澤昕.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性研究[J].電網(wǎng)技術(shù).2011-05-05.

[2]周程.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性探討[J].經(jīng)營管理者.2014-05-25.

（作者單位：北京四方繼保自動化股份有限公司）