數字化變電站保護適應性研究

倪呈祥 陳澤華 程金牛

摘 要：隨著社會經濟不斷發展，電力系統進一步完善，繼電保護裝置以其自身優勢，受到了越來越多的關注，并在數字化變電站中得到了廣泛推廣和應用。數字化變電站將數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，加強對數字化繼電保護適應性的研究具有重要意義。該文將對數字化變電站繼電保護裝置特征進行分析和研究，并闡述數字化繼電保護裝置電子式互感器及通信網絡的適應性分析，為我國電力系統穩定、健康發展提供參考和幫助。

關鍵詞：數字化 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展，繼電保護作為數字化變電站的重要基礎，直接決定整個系統的可靠性，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，也是電力系統實現現代化管理的具體表現。

1 數字化變電站定義

數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字信息量，簡化信息傳送方式，從而實現相應信息共享的目標。數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，從而實現系統結構的緊湊化、分層的分布化以及應用采集的數字化目標，具有精度高、安全性高及可靠性等多個優勢。簡而言之，數字化變電站促進電力系統從傳統模式轉向自動化運行管理模式，是電力系統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進一步發展。

2 數字化變電站繼電保護裝置特征

相比較傳統繼電保護裝置，數字化變電站繼電保護裝置采用的是微處理器，其主要是由數字電路組成，包含多個選擇接口，功能性強，改變了傳統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據，不僅能夠提高數據準確性，還能夠實現大規模采集目標。

數字化變電站繼電保護裝置通過電子式互感器收集數據，進行相應處理，處理后，利用內部光纖將數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轉換的工作[1]。

3 數字化繼電保護裝置電子式互感器及通信網絡的適應性分析

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，及時發現延時差異，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，傳統繼電保護裝置變電站動作時間要比過程層組網方式繼電保護短，尤其是在高壓電網中，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定性。出現數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，提高裝置穩定性，應加強對繼電保護算法，適當減少數據處理過程時間，對技術進行進一步研究，不斷優化和完善過程層網絡結構設計，從而提高數字化變電站繼電保護裝置性適應性，促進電力系統健康、穩定發展。

3.3 電子式互感器數據異常處理

電子式互感器在傳送數據過程中，在受到外界因素的影響時，會出現硬件故障等問題，導致數據傳輸異常，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據傳輸情況，分析其有效性，并采取相應措施來規避繼電保護誤動作問題。一般針對電子式互感器數據畸變問題，普遍通過調整和完善故障判別算法、加強互感器的入網檢測等方法解決繼電保護誤動作，保障數據傳送穩定性，進而提高系統可靠性[2]。

3.4 與電子式互感器采樣同步分析

與傳統電磁式互感器進行的電氣測量變電站不同，數字化變電站中的網絡設備與電子式互感器結合，會致使數據傳輸出現延時問題，除此之外，還會導致傳輸數據時序上的差異，進而出現采樣不同步情況的發生?；诖耍鉀Q數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，確保時間來源統一性；其次，合并單元插值計算，協調算法處理數據；最后，將繼電保護裝置作為電子式互感器數據采集同步源。通過這種方式，不僅能夠有效避免數據采樣不同步問題，還能夠確保電力系統穩定、可靠運行。

4 結論

根據上文所述，繼電保護裝置作為電力系統中的重中之重，在電力系統故障、異常等方面能夠發揮控制功能，對變電穩定運行至關重要。因此，需要加強對數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、過程層網絡等之間問題，采取有效措施，有效提高其穩定性，從而推動我國電力系統可持續、健康發展。

參考文獻

[1] 竇曉波，吳在軍.數字化變電站通信網絡規劃與實時特性改進[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.