牟文亮

摘 要：數(shù)字化變電站是在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范基礎(chǔ)上，由諸如電子式互感器、智能化開關(guān)等智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。繼電保護(hù)裝置，適當(dāng)數(shù)字化變電站中電力系統(tǒng)或電氣元件發(fā)生故障時(shí)，能夠第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警或者實(shí)施自動(dòng)化措施，切斷故障發(fā)生的線路，保障數(shù)字化變電站的遠(yuǎn)程自動(dòng)化裝置。本文將探討繼電保護(hù)裝置在數(shù)字化變電站失效后的保護(hù)措施，以期為數(shù)字化變電站的進(jìn)一步優(yōu)化提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)裝置；數(shù)字化變電站失效；防范措施

時(shí)下，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用日益廣泛，數(shù)字化變電站技術(shù)得到了快速發(fā)展，繼電保護(hù)裝置的功能也日益完善，許多需要傳統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能，都可以在時(shí)下的繼電保護(hù)裝置中實(shí)現(xiàn)。在技術(shù)日益革新的同時(shí)，在數(shù)字化變電站失效后，繼電保護(hù)裝置的防范問題也較為突出。繼電保護(hù)在配置方案、硬件結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方式上發(fā)生了明顯的變化。本文從繼電保護(hù)裝置為切入點(diǎn)，分析如何保障數(shù)字化變電站的流暢運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 繼電保護(hù)裝置工作原理

在電力系統(tǒng)快速發(fā)展的今天，輸變電設(shè)備、數(shù)字化變電站技術(shù)革新較快，如何保護(hù)其安全運(yùn)行成為重中之重，人們對繼電保護(hù)裝置的要求也是越來越高。繼電保護(hù)裝置可以對數(shù)字化變電站失效后，對發(fā)生的故障進(jìn)行及時(shí)處理，從而將故障局限在一個(gè)較小分范圍之內(nèi)。

數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)裝置通常有兩種方式對故障進(jìn)行防范：常規(guī)防范方案和系統(tǒng)性防范方案。常規(guī)防范方案是按照不同的對象進(jìn)行工作配置，針對不同的對象制定適合的保護(hù)方案，并保存受對象的結(jié)構(gòu)圖，方便現(xiàn)場工作人員熟悉情況，及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急操作，是一種單程式保護(hù)裝置。系統(tǒng)性防范方案依據(jù)雙重配置原則進(jìn)行布置，整套保護(hù)系統(tǒng)包括多個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)兼具保護(hù)、測控功能，在運(yùn)行單獨(dú)的系統(tǒng)同時(shí)，又可以獨(dú)立進(jìn)行整個(gè)數(shù)字化變電站的控制，雙重系統(tǒng)運(yùn)行不悖。系統(tǒng)性的防范措施，更加符合數(shù)字化變電站的發(fā)展，以信息共享為基礎(chǔ)，可以單一或者復(fù)合進(jìn)行操作控制，提高了數(shù)字化工作平臺的效率，更有利于全方面防范數(shù)字化變電站失效所帶來的影響。

2 數(shù)字化變電站失效后，繼電保護(hù)裝置的防范措施

2.1 子單元失效后的防范措施

數(shù)字化變電站以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，廣泛應(yīng)用光纖技術(shù)、微處理器，用可編寫的程序替代傳統(tǒng)的機(jī)電器件，大幅度提高了變電站的工作效率。數(shù)字化程式以信息共享為基礎(chǔ)，信息是所有后續(xù)操作的前提，它的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到數(shù)字化平臺的運(yùn)轉(zhuǎn)流暢程度。針對信息共享，系統(tǒng)性的防范措施采用后備實(shí)時(shí)部位進(jìn)行故障處理。在各子單元正常工作的時(shí)候，后備單元并不啟動(dòng)，不進(jìn)行相關(guān)的信息采集工作，當(dāng)繼電保護(hù)裝置檢測到某一單元異常時(shí)，后備單元自行啟動(dòng)，并實(shí)時(shí)下載失效單元失效期間的間隔信息，自動(dòng)承擔(dān)起失效單元的功能，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置不間斷的工作，保障變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)。

后備單元的優(yōu)點(diǎn)主要在于，出現(xiàn)單元工作實(shí)效時(shí)，不必進(jìn)行停電檢查，不必出動(dòng)不必要的工作人員進(jìn)行現(xiàn)場排查，并且信息傳遞采用光纖傳輸，速度快而且成本低，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、高效性。

2.2 電子感應(yīng)設(shè)備失效后的防范措施

傳統(tǒng)的變電站對電氣量、回路電流的監(jiān)測是采用電磁式互感器，通過內(nèi)置的A/D對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；電子感應(yīng)器有敏感元件感應(yīng)，實(shí)時(shí)處理信息，但會存在時(shí)序性的差異，因此保證各層級電子感應(yīng)器的實(shí)時(shí)信息傳遞是極為重要的。系統(tǒng)性的防范措施通過設(shè)置個(gè)層級保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一不同層級保護(hù)單元的工作時(shí)間，進(jìn)行信息同步統(tǒng)計(jì)分析，保障電子感應(yīng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確、及時(shí)。

電子感應(yīng)設(shè)備的大面積應(yīng)用是數(shù)字化變電站的一大主要革新。其防范措施主要是在由某一回路的電子感應(yīng)器失效引起的變電站失效情況中，用其他回路的電流通過間接獲取的方式取得失效回路的電流，繼而保障整個(gè)回路電流的完整。電子感應(yīng)設(shè)備失效的防范不同于業(yè)務(wù)單元的失效防范，不必添加必要的后備單元，依靠數(shù)字化的操作平臺即可實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)排查補(bǔ)救，是數(shù)字化平臺運(yùn)用的一大突出亮點(diǎn)。

2.3 數(shù)字化控制系統(tǒng)信息失效后的防范措施

數(shù)字化變電站在邏輯層級上可分為三層，即過程層、間隔層、變電站層。過程層主要是對運(yùn)行設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的檢測，包括電壓、電流、相位等實(shí)時(shí)電氣量檢測。間隔層主要是對運(yùn)行設(shè)備的保護(hù)，實(shí)時(shí)匯總相關(guān)數(shù)據(jù)信息。變電站層主要是進(jìn)行間隔層收集信息的匯總整理，并將相關(guān)數(shù)據(jù)送往調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)由下到上對變電站數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)控制。

在三層邏輯架構(gòu)中，所有的情況都是轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳遞，因此信息的準(zhǔn)確程度顯得尤為重要。包括后備單元啟動(dòng)的時(shí)機(jī)，都依賴于精準(zhǔn)的信息分析。避免數(shù)據(jù)信息流仿真錯(cuò)亂，是機(jī)電保護(hù)裝置需要考慮的一方面，相應(yīng)的保護(hù)防范裝置對于故障的排查信息應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)傳遞，便于調(diào)度中心及時(shí)復(fù)核，避免數(shù)據(jù)信息的混亂，出現(xiàn)的不應(yīng)該的防范措施自動(dòng)啟動(dòng)。

針對數(shù)字化變電站的日益推廣，防范網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響也成為新的議題，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，繼電保護(hù)裝置需要做好必備的網(wǎng)絡(luò)層級的預(yù)備方案，防止網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所帶來的影響。

3 結(jié)語

目前，數(shù)字化變電站成為發(fā)展趨勢，得到了越來越多的認(rèn)可，變電站的高效運(yùn)轉(zhuǎn)成為時(shí)下的迫切需求。繼電保護(hù)裝置則成為數(shù)字化變電站穩(wěn)定運(yùn)行的保障，現(xiàn)在所采取的保護(hù)措施多數(shù)還是依托傳統(tǒng)的保護(hù)理念，針對故障進(jìn)行排查處理。數(shù)字化平臺的廣泛應(yīng)用，帶來了許多新的挑戰(zhàn)，如何確保數(shù)字化平臺的準(zhǔn)確運(yùn)轉(zhuǎn)，防范網(wǎng)絡(luò)層級的風(fēng)險(xiǎn)，成為時(shí)下一個(gè)無法回避的問題。數(shù)字化變電站失效原因復(fù)雜，不僅有基礎(chǔ)一級設(shè)備問題，也會存在數(shù)字化管理平臺的故障，新形勢下，對于繼電保護(hù)裝置需要有全新的認(rèn)識，部門配合、上下聯(lián)動(dòng)、多措并舉，提升繼電保護(hù)裝置的性能，才能在數(shù)字化變電站的發(fā)展中提供扎實(shí)可靠的保護(hù)，保障整個(gè)變電站機(jī)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉凱里.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

（作者單位：四川蜀能電力有限公司）