數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性研究

丁顯飛

(湖北省電力公司荊州供電公司,湖北 荊州 434000）

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)與社會的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷的提高，人們對低壓配電系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性的要求逐漸的提高，因此繼電保護(hù)裝置在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用也越來越廣泛。但是，通過對數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)在數(shù)字化變電站應(yīng)用的過程中，出現(xiàn)了頻率響應(yīng)范圍小、安全性低、測量精度差等問題，不能夠滿足數(shù)字化變電站對于繼電保護(hù)裝置適應(yīng)性和安全性的要求。因此，針對數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性分析

2.1 繼電保護(hù)與不同原理、不同廠家的電子式互感器的適應(yīng)性分析

數(shù)字化變電站中采用的電子式互感器根據(jù)能源提供方式的不同分為良好總，一種為無電源式，一種為有電源式。根據(jù)具體的原理可以將電子式互感器分為兩種，一種為基于光學(xué)原理，另一種基于Rogowski線圈原理。數(shù)字化變電站在進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的過程中，IEC/60044-8標(biāo)準(zhǔn)對電子式互感器制定了明確的要求，但是由于原理不同以及生產(chǎn)廠家不同，致使電子式互感器在數(shù)字化變電站使用的過程中存在一定的差異，具體的差異主要包括兩個方面：一方面，量程差異，如果測量值超過了電子式互感器的輸出量程的下限或者上限時，電子式互感器的波形將會發(fā)生變形，如果采用不同量程的電子式互感器，測量值超過其輸出范圍時，即使相同的測量值也會出現(xiàn)不同的測量結(jié)果，這就會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動，為了防止因為量程不同對繼電保護(hù)裝置造成的影響，數(shù)字化變電站必須選擇同一廠家以及型號相同的電子式互感器；另一方面，測量延時差異，為了能夠消除測量延時誤差對繼電保護(hù)裝置的影響，數(shù)字化變電站必須對測量延時誤差進(jìn)行精確的測量，如果測量出存在延時差異，繼電保護(hù)裝置必須設(shè)定相應(yīng)的延時補(bǔ)償措施，防止延時差異對繼電保護(hù)裝置造成影響。

2.2 繼電保護(hù)與過程層網(wǎng)絡(luò)以及電子式互感器的適應(yīng)性分析

數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站配置方案進(jìn)行比較，在相同試驗環(huán)境下，數(shù)字化變電站過程層的保護(hù)動作時間相對較長。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是：在高壓電網(wǎng)中，如果跳閘的速度相對較快，則制動面積相對較小，穩(wěn)定性也隨之增大，但是對于相間短路而言，很容易破壞該種穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致跳閘時間出現(xiàn)一個微小的差別，影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為了提高繼電保護(hù)的動作速度，應(yīng)該從以下幾個方面進(jìn)行改善：其一，在進(jìn)行數(shù)字化變電站的規(guī)劃過程中，應(yīng)該優(yōu)化過程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不斷的提高整個網(wǎng)絡(luò)通信的實時性；其二，在進(jìn)行保護(hù)算法的改進(jìn)過程中，應(yīng)該調(diào)整采樣的頻率，調(diào)整過后的電子式互感器發(fā)送采樣數(shù)據(jù)的頻率為原來的倍數(shù)，以此降低數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的時間；其三，提高電子式互感器的技術(shù)，能夠顯著的降低電子式互感器的處理延時；氣死，采用廣域保護(hù)系統(tǒng)對整個繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，如果繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以根據(jù)當(dāng)時的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果，能夠在非常短的時間內(nèi)將開關(guān)短太，有效的加快保護(hù)動作，保證廣域安全自動控制和繼電保護(hù)動作的一致性，這樣既能夠保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)的自動化控制。

2.3 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)與電子式互感器的采樣同步問題分析

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)采用的電子式互感器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備導(dǎo)致數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)延遲，并且不同電子式互感器和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)在時序上存在一定的差異，導(dǎo)致采樣不能夠同步。因此，針對數(shù)字化變電站繼電保護(hù)與電子式互感器的采樣同步問題的研究顯得尤為重要。如何降低由于傳輸延時與時鐘同步差異導(dǎo)致的影響，保證采樣時刻的準(zhǔn)確性，為數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的關(guān)鍵。想要實現(xiàn)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)與電子式互感器的采樣同步，應(yīng)該從以下幾個方面入手：其一，將繼電保護(hù)裝置當(dāng)作電子式互感器數(shù)據(jù)采集的同步源；其二，合并單元插值計算，該種方式能夠?qū)^電保護(hù)裝置接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理；其三，采用相同的外部時鐘源，外部時鐘源可以沖淡電子式互感器采集數(shù)據(jù)的同步源。

3 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)動態(tài)模擬測試方案

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)動態(tài)模擬測試的作用主要包括兩個方面，一方面用于評估數(shù)字化變電站繼電保護(hù)在特定環(huán)境中的適應(yīng)性；另一方面能夠考核數(shù)字化變電站繼電保護(hù)，在數(shù)字化變電站系統(tǒng)中的各項應(yīng)用指標(biāo)是能夠滿足相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用要求。數(shù)字化變電站繼電保護(hù)動態(tài)模擬測試方案主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對所接收采樣數(shù)據(jù)延時越限時狀況的測試；（2）數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對所接收數(shù)據(jù)丟幀狀況的測試；（3）數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對所接收采樣數(shù)據(jù)畸變狀況的測試；（4）數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對所接收數(shù)據(jù)中無效數(shù)據(jù)的測試；（5）數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對異常狀況以及自身合并單元同步問題的測試；（6）數(shù)字化繼電保護(hù)裝置對所接收數(shù)據(jù)同步性以及同步異常狀況的測試；（7）數(shù)字化變繼電保護(hù)裝置對多原理電子式互感器使用狀況適應(yīng)性的測試；（8）交換機(jī)負(fù)載變化狀況下適應(yīng)性的測試；（9）過程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的性能測試。

4 結(jié)束語

總而言之，數(shù)字化變電站逐漸的從理論研究逐漸的轉(zhuǎn)向工程化的建設(shè)實施，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置對于保證整個系統(tǒng)的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的作用。但是，繼電保護(hù)在數(shù)字化變電站中應(yīng)用存在許多問題，影響了其作用的發(fā)揮，文章深入研究了數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的適應(yīng)性，希望能夠為繼電保護(hù)技術(shù)的研究人員提供一定的參考。

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