探析數(shù)字化繼電保護(hù)在智能變電站中的應(yīng)用

王軍克

（石家莊供電公司變電檢修室變電二次一班，河北 石家莊 050000）

在變電站中，一旦有故障發(fā)生，繼電保護(hù)系統(tǒng)就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出相應(yīng)的警告信號(hào)或直接清除故障，以保證整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而數(shù)字化繼電保護(hù)是由傳統(tǒng)的繼電保護(hù)加數(shù)字技術(shù)發(fā)展而來，在變電站保護(hù)上能夠發(fā)揮出更為顯著的保護(hù)作用。

一、數(shù)字化繼電保護(hù)在變電站應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）基于過程層的分布式母線保護(hù)技術(shù)

與傳統(tǒng)集中式母線保護(hù)不同，分布式母線保護(hù)不存在易受干擾、二次接線復(fù)雜和不易擴(kuò)展等缺點(diǎn)，且具有分散處理能力。但要使分布式母線保護(hù)充分發(fā)揮出其效用，就必須為其提供更多的實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)變電站要想達(dá)到以上這些要求十分的困難，而變電站數(shù)字化后卻能夠依托強(qiáng)大的數(shù)字技術(shù)來幫助有效的完成以上要求。數(shù)字化變電站通過分布式的電子式互感器和合并單元的數(shù)據(jù)采集模式的利用和統(tǒng)一精確的時(shí)鐘的選用（這里為使各個(gè)數(shù)據(jù)采集單元時(shí)鐘、各個(gè)保護(hù)裝置時(shí)鐘準(zhǔn)確同步的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，還運(yùn)用了精密對時(shí)技術(shù)），保證了數(shù)據(jù)采集的高度同步化，也使各保護(hù)之間的信息交互和相互配合目標(biāo)得以很好的實(shí)現(xiàn)。

（二）數(shù)字化的變壓器保護(hù)技術(shù)

為確保變壓差動(dòng)保護(hù)時(shí)刻處在正常運(yùn)行狀態(tài)中，首先就應(yīng)該充分了解影響其正確工作的兩個(gè)關(guān)鍵問題：第一是勵(lì)磁涌流的正確識(shí)別問題；第二是由故障電流和防止外部短路時(shí)暫態(tài)不平衡電流引起的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)問題。電磁式電流互感器不能對勵(lì)磁涌流中產(chǎn)生的非周期分量進(jìn)行有效的傳遍，這也就改變了二次側(cè)電流所表現(xiàn)的涌流特性，最終導(dǎo)致對保護(hù)的判斷中出現(xiàn)失誤。電子式電流傳感器具有高保真?zhèn)鞅橹绷骱透哳l分量的特性，通過對以上特定性的利用，并以勵(lì)磁影流發(fā)生時(shí)電流的特點(diǎn)為依據(jù)，可以為勵(lì)磁涌流與故障電流的正確區(qū)分提供行之有效的新判據(jù)，進(jìn)而使變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生得到有效的防止。在變壓器中應(yīng)用電磁式電流互感器，會(huì)因?yàn)楦鱾?cè)的暫態(tài)特性存在差異而導(dǎo)致變壓器差動(dòng)保護(hù)的暫態(tài)不平衡電流有所加大，這也會(huì)使變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的發(fā)生概率有所提高，針對以上問題，當(dāng)下運(yùn)用最多的方法使提高保護(hù)的動(dòng)作電流值，但這會(huì)對匝間短路時(shí)保護(hù)的靈敏度造成一定的影響。而在數(shù)字化變電站中，電子式互感器的應(yīng)用可以保證各側(cè)互感器的二次暫態(tài)電流保持高度的一致，這也會(huì)使匝間短路的靈敏度提高10倍以上，最終使變壓器差動(dòng)保護(hù)的有效性得到顯著的增加。

（三）輸電線路數(shù)字化保護(hù)技術(shù)

輸電線分相瞬間值縱差保護(hù)誤動(dòng)產(chǎn)生的根本原因就在于傳統(tǒng)電流互感器的飽和問題，而應(yīng)用于數(shù)字化變電站的縱差保護(hù)中的數(shù)據(jù)都是由不存在飽和問題的電子式電流互感器提供的，這也就從根本上杜絕了因飽和問題引起的縱差保護(hù)誤動(dòng)的發(fā)生。將傳統(tǒng)的電流互感器和電子式電流互感器的比制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性放在一起進(jìn)行比較和分析，我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)電子式電流互感器的應(yīng)用，能夠很好的提升差動(dòng)保護(hù)的靈敏性。而由電子式電流互感器為數(shù)字化的距離保護(hù)提供采樣值，也能有效的避免鐵芯磁飽和問題的出現(xiàn)，同時(shí)還能大幅度提升保護(hù)的起動(dòng)元件、選相元件以及距離阻抗元件的性能和動(dòng)作準(zhǔn)確率。除此之外，運(yùn)用電磁式電流互感器，其存在的飽和問題還會(huì)從很大程度上影響過電流保護(hù)和反時(shí)限過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間；過電流保護(hù)由相角測量的方向決定，其動(dòng)作的選擇性也會(huì)受到電磁式電流互感器二次電流波形畸變的影響；雖然過電流保護(hù)的結(jié)構(gòu)十分的簡單，但在受到電磁式電流互感器飽和的影響后，也會(huì)產(chǎn)生較多的誤動(dòng)現(xiàn)象。而在數(shù)字化變電站采用的是電子式電流互感器，這種互感器不存在飽和問題，用其提供的采樣數(shù)據(jù)，自然能夠使電流傳變程中引入誤差得到根本的消除，從而使保護(hù)的動(dòng)作性能得到很好的改善。

二、數(shù)字化繼電保護(hù)在智能化變電站中的應(yīng)用

變電站保持高效穩(wěn)定運(yùn)行的第一層保護(hù)就來自于繼電保護(hù)。而繼電保護(hù)數(shù)字化以后，其科技含量越來越高，也使變電站的發(fā)展要求得到了更為充分的滿足，繼電保護(hù)設(shè)備信息傳遞的數(shù)字化目標(biāo)也得到了很好的實(shí)現(xiàn)。下面介紹數(shù)字化繼電保護(hù)中集中新的測試檢驗(yàn)方法。第一，與傳統(tǒng)的測試檢驗(yàn)方式相比，數(shù)字化繼電保護(hù)摒棄了在保護(hù)裝置中輸入電壓和電流的模擬量的方法，而是選擇在保護(hù)裝置中輸入光纖數(shù)字信號(hào)。這種光纖信號(hào)要求在繼電保護(hù)設(shè)備存在有跨間隔數(shù)據(jù)需求時(shí)，在進(jìn)行不同間隔間的數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，需要在時(shí)間上盡量保持一致。而當(dāng)無法確定的問題或超出接受范圍的問題存在于實(shí)際運(yùn)用中時(shí)，保護(hù)裝置的作用也就根本無法發(fā)揮出來。第二，總結(jié)實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)直接跳閘方式在智能變電站繼電保護(hù)中應(yīng)用十分的廣泛，并逐漸在智能變電站保護(hù)措施中得以應(yīng)用。當(dāng)前，智能變電站中廣泛的應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將數(shù)字信號(hào)向智能終端傳送并引發(fā)跳閘，這也就使系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到了有效的提高。第三，數(shù)字化繼電保護(hù)中還會(huì)檢驗(yàn)光纖以太網(wǎng)的誤碼率和光收發(fā)器件功率，這使連接的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)的安全性都得到了有效的保障。第四，數(shù)字化繼電保護(hù)中運(yùn)用了當(dāng)前最先進(jìn)的光纖數(shù)字信號(hào)輸入技術(shù)，這使數(shù)字化繼電保護(hù)的作用得到了更好的發(fā)揮，但同時(shí)也對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步性提出了更高的要求，因此，必須加大測試和檢驗(yàn)的力度。

結(jié)語

數(shù)字化繼電保護(hù)在智能變電站發(fā)揮著十分重要的作用，當(dāng)前我國的數(shù)字化繼電保護(hù)的研究和實(shí)踐都取得了一定的成果，但也存在著一些不足，還需進(jìn)一步的深入的研究，并進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。

[1]胡春琴，徐良駿，周鑫，石英超.全數(shù)字化繼電保護(hù)在上海蒙自智能變電站的應(yīng)用[J].供用電，2010（04）：26-29.

[2]徐曉菊.數(shù)字化繼電保護(hù)在110kV智能變電站中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（10）：78.