數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)探析

摘 要:分析了變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的裝置內(nèi)容以及數(shù)字化變電站對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)提出的新要求，引出了解決數(shù)字化變站中實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)的新技術(shù)。可以提高系統(tǒng)的可靠性和提高電力運(yùn)行的效率。如此，需要培養(yǎng)相關(guān)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞:數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)分析

中圖分類號(hào):TM6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)08(a)-0042-01

在電力系統(tǒng)中，數(shù)字化變電站在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。數(shù)字化變電站的理想模式是:在變電站內(nèi)，均實(shí)現(xiàn)一次電氣設(shè)備、二次電子裝置的通信數(shù)字化，并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的全站數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)模型平臺(tái)，并在此平臺(tái)上完成智能裝置間的互相操作性。

1數(shù)字化變電站簡(jiǎn)述

數(shù)字化變電站的涵義是:變電站所有信息的采集、輸入、編碼處理和輸出均由全部以往的模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，并形成與之適應(yīng)的系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字化變電站有以下幾個(gè)特征:數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集;分布化的系統(tǒng)分層;緊湊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu);標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)建模;網(wǎng)絡(luò)化的信息交互;集成化的信息應(yīng)用和狀態(tài)化的設(shè)備檢修。數(shù)字化變電站有六個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):(1)所有功能共享同一信息平臺(tái)，重復(fù)投入設(shè)備情況不再出現(xiàn)。(2)無(wú)飽和、高精度測(cè)量、無(wú)CT二次開路。(3)簡(jiǎn)單化二次接線。(4)電纜被光纖取代，優(yōu)越的電磁兼容性能。(5)信息傳輸通道實(shí)現(xiàn)自檢提高了可靠性。(6)自動(dòng)化的管理。

2數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)

2.1 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置

數(shù)字化繼電保護(hù)裝置原理是利用電子互感器采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在互感器內(nèi)通過(guò)光纖利用光數(shù)字信號(hào)將數(shù)據(jù)傳到低壓端，在MU(合并單元)處理后，得出符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量輸出。數(shù)字化保護(hù)裝置由光接收、開入、中央處理、出口四個(gè)單元以及人機(jī)和通信接口等。

隨著繼電保護(hù)裝置的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)在快速、可靠、選擇和靈敏性上對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)提出了新的要求。

2.2 數(shù)字化變電站提升了繼電保護(hù)運(yùn)行能力

基于IEC 61850的數(shù)字變電站，因二次電纜少，如果在采集交流信息不重復(fù)、不提高硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，相應(yīng)功能分布于間隔的保護(hù)單元，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化備自投、母線保護(hù)和低壓低頻減載的功能，基本能消除繼電保護(hù)運(yùn)行能力限制因素。處理裝置缺陷，可采用數(shù)字量真實(shí)反映系統(tǒng)的一次電氣量情況，提高集成度，增強(qiáng)抗干擾能力;通過(guò)自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)、檢修，將穩(wěn)定裝置運(yùn)行。利用光纜，減少系統(tǒng)元件數(shù)量，并實(shí)現(xiàn)元件自檢監(jiān)視功能，提高了繼電保護(hù)經(jīng)濟(jì)和可靠性。

2.3 繼電保護(hù)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

微機(jī)化趨勢(shì)的繼電保護(hù)裝置有效利用了先進(jìn)半導(dǎo)體處理器技術(shù)。運(yùn)用健全的存貯能力、快速的運(yùn)算能力以及各種優(yōu)化的算法，結(jié)合模數(shù)轉(zhuǎn)換、大規(guī)模集成電路、數(shù)字濾波和抗干擾、成熟的數(shù)據(jù)采集等技術(shù)，提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度和可靠性需要更大程度得到提高的繼電保護(hù)性能對(duì)該繼電保護(hù)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

2.4 數(shù)字化變電站中新興繼保技術(shù)的應(yīng)用分析

(1)智能化繼電保護(hù)測(cè)試儀。隨著推廣與應(yīng)用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，智能化變電站的投入運(yùn)行變得越來(lái)越普遍化，數(shù)字化測(cè)試設(shè)備在電力用戶和制造廠中的需求呈上升趨勢(shì)。DRT-802測(cè)試儀(許繼研制)支持GOOSE收發(fā)、IEC 61850-9-1/9-2、開入開出及輸出小信號(hào)模擬量，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化變電站對(duì)任意電壓等級(jí)的繼電保護(hù)裝置測(cè)試。

(2)全數(shù)字化變電站的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)。具有數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特點(diǎn)的數(shù)字化變電站，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要部分。國(guó)內(nèi)目前不同模式的數(shù)字化變電站，因無(wú)法有效檢測(cè)繼電保護(hù)二次設(shè)備的性能，全數(shù)字化變電站的設(shè)備檢查和監(jiān)測(cè)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

全數(shù)字化變電站的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，研究數(shù)字化變電站的通訊組網(wǎng)途徑與電子互感器的工作原理，開發(fā)出了全數(shù)字化變電站的動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)硬件，實(shí)現(xiàn)故障錄波器與仿真系統(tǒng)軟件開發(fā)人性化界面操作，檢測(cè)了線路、變壓器及母線保護(hù)的性能技術(shù)。仿真模擬全數(shù)字化變電站的操作演習(xí)、運(yùn)行方式及事故狀態(tài)得以實(shí)現(xiàn)，為繼電保護(hù)設(shè)備、自動(dòng)綜合測(cè)控系統(tǒng)、故障錄波設(shè)備、智能儀表等二次設(shè)備輸出了仿真模擬的信號(hào)源;實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)測(cè)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)閉環(huán)測(cè)試，對(duì)提高電網(wǎng)穩(wěn)定安全的運(yùn)行，降低電網(wǎng)事故具有重大意義。

3結(jié)語(yǔ)

我國(guó)需要建立起統(tǒng)一自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的強(qiáng)力智能電網(wǎng)系統(tǒng)，并明確提出分階段逐步推進(jìn)發(fā)展智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略決策和接下來(lái)的十年對(duì)強(qiáng)大的智能電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)。數(shù)字化變電站是建設(shè)智能電網(wǎng)的前提基礎(chǔ)。然而數(shù)字化變電站這個(gè)系統(tǒng)工程的建設(shè)，對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)提出了更多先進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)的要求，因要達(dá)到全數(shù)字化的水平，還面臨著許多問(wèn)題。因此需要建立實(shí)力型的繼電保護(hù)專業(yè)隊(duì)伍，提高繼電保護(hù)技術(shù)人員的工作技能，結(jié)合各區(qū)實(shí)際供電情況，發(fā)展創(chuàng)新繼保技術(shù)，確保電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]魯國(guó)剛，等.變電站的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30(2):499.

[2]王增平，徐巖.光學(xué)電流互感器對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29(1):11-14.

[3]LIU Qing.Research on A NovelDigital Transform Protection Method Based on The OCT [C].International Conference on Power System Technology-POWERCON 2004 Singapore，21-24 November 2004，1595-1599.

[4]翟紅俠，等．220kV變電站的繼電保護(hù)工作要點(diǎn)探討[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，2：68．

[5]樂(lè)尚利．變電站繼電保護(hù)消缺方法分析[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，11：68．