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        數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的適應(yīng)性問(wèn)題探索

        2015-01-29 14:44:52凌兆偉
        新媒體研究 2014年22期
        關(guān)鍵詞:數(shù)字化變電站適應(yīng)性繼電保護(hù)

        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(duì)數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并就數(shù)字化變電站繼電保護(hù)對(duì)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(lèi)號(hào):TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)22-0193-01

        繼電保護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)歷久彌堅(jiān)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(shí)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(yùn)行的關(guān)鍵,在這一活動(dòng)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(jiǎn)單的認(rèn)為是用數(shù)字化信號(hào)代替過(guò)去的模擬電信號(hào)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?yàn)閿?shù)字化信號(hào)自身的特點(diǎn),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(shí)時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)傳送,具有測(cè)量精度高、安全性高、可靠性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。

        2 數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)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(guò)程中,其自身具備的線(xiàn)路狀態(tài)感知能力、對(duì)線(xiàn)路狀態(tài)的判斷能力以及對(duì)線(xiàn)路異常狀況的及時(shí)處理能力,都讓它成為一個(gè)穩(wěn)定的線(xiàn)路保護(hù)節(jié)點(diǎn)。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(jí)版,升級(jí)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(hào)由原來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),因?yàn)閿?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(gè)孤立的個(gè)體,可以通過(guò)數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳,保證了電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)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(wèn)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(wèn)題是,和不同的電子式交互傳感器之間的配合問(wèn)題,因?yàn)槔^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(lái)實(shí)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(guò)程中,因?yàn)槔^電保護(hù)裝置與電子式交互傳感器之間的系統(tǒng)差異,會(huì)造成二者之間的信息交互困難[1]。

        ①測(cè)量延時(shí)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(guò)程中幾秒鐘的時(shí)間誤差,都會(huì)對(duì)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(shí)間的差異比較,如果二者之間存在差異,要對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)定延時(shí)補(bǔ)償,以減少繼電系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)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(duì)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(cè)量的結(jié)果超出了量程的上限或者下限以后,就會(huì)在繼電系統(tǒng)的測(cè)量圖中形成穿心畸形,會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的虛警,對(duì)繼電保護(hù)裝置安裝的電力線(xiàn)路造成運(yùn)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(guò)程中,要盡量選擇一個(gè)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(huì)出現(xiàn)問(wèn)題[2]。

        2)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和電子式互感器對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作實(shí)時(shí)性的影響分析。

        在電網(wǎng)保護(hù)的實(shí)踐中,傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置在輸電線(xiàn)路出現(xiàn)故障的時(shí)候,反應(yīng)時(shí)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(guò)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(xiàn)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(duì)電路異常采取措施。在正常的輸電線(xiàn)路運(yùn)行中,繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)時(shí)間越快,繼電保護(hù)的作用面積就會(huì)越大,也就是說(shuō)繼電保護(hù)系統(tǒng)反應(yīng)的時(shí)間越短,所能保護(hù)的線(xiàn)路范圍就會(huì)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(diǎn),要針對(duì)數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的這一缺點(diǎn)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(shí)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(yùn)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?yàn)槠鋬?nèi)部傳感器感應(yīng)形式的改變,對(duì)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(huì)因?yàn)閮?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(jiàn),所以數(shù)字化繼電保護(hù)裝置要有應(yīng)對(duì)異常數(shù)據(jù)的能力,能夠通過(guò)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(duì)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(wèn)題。

        與傳統(tǒng)的變電站通過(guò)電磁式互感器進(jìn)行線(xiàn)路運(yùn)行信息的測(cè)量不同,數(shù)字化變電站因?yàn)槠浔旧砀叨鹊臄?shù)字化,所以在不同系統(tǒng)進(jìn)行信息交流時(shí),都是運(yùn)用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信息交互的,這這一信息交互過(guò)程中,因?yàn)槔^電保護(hù)系統(tǒng)需要將電訊號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)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(guò)程中,就會(huì)產(chǎn)生信息交互不同步的現(xiàn)象,這對(duì)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(huì)采用以下措施:一是配置統(tǒng)一的外部時(shí)間源,二是合并單元插值計(jì)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(yùn)行的未來(lái),在數(shù)字化變電站的建立健全過(guò)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(yùn)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(yùn)行。

        參考資料

        [1]朱林.基于實(shí)時(shí)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(jì)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(jì)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

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