倪呈祥 陳澤華 程金牛

摘 要：隨著社會經濟不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)進一步完善，繼電保護裝置以其自身優(yōu)勢，受到了越來越多的關注，并在數(shù)字化變電站中得到了廣泛推廣和應用。數(shù)字化變電站將數(shù)字化傳輸和處理技術作為基礎進行工作，具有較強的可靠性。因此，加強對數(shù)字化繼電保護適應性的研究具有重要意義。該文將對數(shù)字化變電站繼電保護裝置特征進行分析和研究，并闡述數(shù)字化繼電保護裝置電子式互感器及通信網(wǎng)絡的適應性分析，為我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定、健康發(fā)展提供參考和幫助。

關鍵詞：數(shù)字化 變電站 繼電保護 適應性

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（a）-0024-01

近年來，我國電力領域迅速發(fā)展，繼電保護作為數(shù)字化變電站的重要基礎，直接決定整個系統(tǒng)的可靠性，其保護適應性受到相關部門的高度重視。不僅如此，對繼電保護適應的研究，也是電力系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的具體表現(xiàn)。

1 數(shù)字化變電站定義

數(shù)字化變電站主要是指將變電站處理的模擬信息量轉化為數(shù)字信息量，簡化信息傳送方式，從而實現(xiàn)相應信息共享的目標。數(shù)字化變電站能夠將智能化開關等一次設備以及站控層等二次設備共同建立在標準的通信基礎上，從而實現(xiàn)系統(tǒng)結構的緊湊化、分層的分布化以及應用采集的數(shù)字化目標，具有精度高、安全性高及可靠性等多個優(yōu)勢。簡而言之，數(shù)字化變電站促進電力系統(tǒng)從傳統(tǒng)模式轉向自動化運行管理模式，是電力系統(tǒng)管理模式的一次重要革新，在一定程度上推動了我國電力事業(yè)進一步發(fā)展。

2 數(shù)字化變電站繼電保護裝置特征

相比較傳統(tǒng)繼電保護裝置，數(shù)字化變電站繼電保護裝置采用的是微處理器，其主要是由數(shù)字電路組成，包含多個選擇接口，功能性強，改變了傳統(tǒng)繼電保護裝置單一的功能，其采用的電子交互式互感器采集數(shù)據(jù)，不僅能夠提高數(shù)據(jù)準確性，還能夠實現(xiàn)大規(guī)模采集目標。

數(shù)字化變電站繼電保護裝置通過電子式互感器收集數(shù)據(jù)，進行相應處理，處理后，利用內部光纖將數(shù)字信號傳送到低壓端，再進行合并單元的轉化，從而輸出正確格式，通過光纖傳輸，在一定程度上減少了模數(shù)轉換的工作[1]。

3 數(shù)字化繼電保護裝置電子式互感器及通信網(wǎng)絡的適應性分析

3.1 與不同電子式互感器配合分析

通過對數(shù)字化變電站中電子式互感器的應用研究可知，電子式互感器具有多樣性，根據(jù)功能方式，可以分為無源式和有源式兩類電子式互感器，而根據(jù)原理標準劃分，可以分為基于光學原理及基于Rogowski線圈原理電子式互感器，由此，電子式互感器的量程、延時處理等也會發(fā)生相應的變化。

首先，延時方面。為了有效避免由于測量延時誤差對機電保護裝置的影響，在其應用之前務必要進行檢驗電子式互感器測量延時，及時發(fā)現(xiàn)延時差異，并進行相應補償，有效解決延時誤差。其次，量程方面。測量值超出電子式互感器的輸出量極限時，波形極易出現(xiàn)畸形。如果選擇的電子式互感器量程不同，當測量值超出一定范圍，即便是同一個測量值也會得出不同的結果，在實際應用過程中，會造成繼電保護裝置誤動作情況。因此，為了避免量程對繼電保護的產生不良影響，提高繼電保護裝置可靠性，應盡量選擇同一廠家生產的相同型號電子式互感器，從源頭上避免這一問題。

3.2 對機電保護動作實時性分析

一般情況下，傳統(tǒng)繼電保護裝置變電站動作時間要比過程層組網(wǎng)方式繼電保護短，尤其是在高壓電網(wǎng)中，繼電保護動作時間越短，相應的制動面積就會減小，進而提升整個裝置的穩(wěn)定性。出現(xiàn)數(shù)字化變電站保護動作時間過長是由于受到保護裝置采樣值、電子式互感器處理等延時因素造成的。因此，為了有效減少動作時間，提高裝置穩(wěn)定性，應加強對繼電保護算法，適當減少數(shù)據(jù)處理過程時間，對技術進行進一步研究，不斷優(yōu)化和完善過程層網(wǎng)絡結構設計，從而提高數(shù)字化變電站繼電保護裝置性適應性，促進電力系統(tǒng)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

3.3 電子式互感器數(shù)據(jù)異常處理

電子式互感器在傳送數(shù)據(jù)過程中，在受到外界因素的影響時，會出現(xiàn)硬件故障等問題，導致數(shù)據(jù)傳輸異常，影響變電站正常工作。為了避免外界因素的影響，繼電保護裝置應結合數(shù)據(jù)傳輸情況，分析其有效性，并采取相應措施來規(guī)避繼電保護誤動作問題。一般針對電子式互感器數(shù)據(jù)畸變問題，普遍通過調整和完善故障判別算法、加強互感器的入網(wǎng)檢測等方法解決繼電保護誤動作，保障數(shù)據(jù)傳送穩(wěn)定性，進而提高系統(tǒng)可靠性[2]。

3.4 與電子式互感器采樣同步分析

與傳統(tǒng)電磁式互感器進行的電氣測量變電站不同，數(shù)字化變電站中的網(wǎng)絡設備與電子式互感器結合，會致使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)延時問題，除此之外，還會導致傳輸數(shù)據(jù)時序上的差異，進而出現(xiàn)采樣不同步情況的發(fā)生。基于此，解決數(shù)字化變電站繼電保護與電子式互感器采樣不同步問題至關重要，首先，設置一致外部時間源，確保時間來源統(tǒng)一性；其次，合并單元插值計算，協(xié)調算法處理數(shù)據(jù)；最后，將繼電保護裝置作為電子式互感器數(shù)據(jù)采集同步源。通過這種方式，不僅能夠有效避免數(shù)據(jù)采樣不同步問題，還能夠確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。

4 結論

根據(jù)上文所述，繼電保護裝置作為電力系統(tǒng)中的重中之重，在電力系統(tǒng)故障、異常等方面能夠發(fā)揮控制功能，對變電穩(wěn)定運行至關重要。因此，需要加強對數(shù)字化變電站繼電保護適應性問題進行分析，特別是與不同電子式互感器配合、過程層網(wǎng)絡等之間問題，采取有效措施，有效提高其穩(wěn)定性，從而推動我國電力系統(tǒng)可持續(xù)、健康發(fā)展。

參考文獻

[1] 竇曉波，吳在軍.數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡規(guī)劃與實時特性改進[J].電力自動化設備，22010，18（3）：259-261.

[2] 周滿，曹磊，張延鵬.基于數(shù)字化變電站的繼電保護改進方案[J].東北電力技術，2012，20（5）：12-14.