分析智能變電站繼電保護可靠性

張　維（湖南省電力公司鳳灘水力發(fā)電廠，湖南懷化418000）

分析智能變電站繼電保護可靠性

張維（湖南省電力公司鳳灘水力發(fā)電廠，湖南懷化418000）

當(dāng)今社會電力能源已經(jīng)成為人類生產(chǎn)生活不可獲取的物質(zhì)，其重要程度是不言而喻的。伴隨科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力行業(yè)也隨之獲得了較好的發(fā)展，我國電網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)含量越來越高。目前，我國正在積極建設(shè)智能電網(wǎng)，其中繼電保護可靠性會在很大程度上影響智能電網(wǎng)建設(shè)的效果。本文主要從繼電保護中的變電站層配置角度進行了深入分析，還探討了繼電保護對通信網(wǎng)絡(luò)以及電子式互感器的適應(yīng)性，最后舉例說明了繼電保護的應(yīng)用。

智能變電站；繼電保護；可靠性

引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平以及電力事業(yè)的不斷發(fā)展，推行電力系統(tǒng)的智能化已經(jīng)成為未來電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，社會各界都非常關(guān)注電力系統(tǒng)的智能化建設(shè)［1］。智能變電站如果想要進行安全穩(wěn)定運行，則必須要依賴于繼電保護的可靠性，只有這樣才可以建立全面的智能電網(wǎng)，進而為我國現(xiàn)代化建設(shè)打下堅實、安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)，因此，研究分析智能變電站繼電保護可靠性具有非常重要的現(xiàn)實意義［2～3］。

1　智能變電站繼電保護可靠性

1.1變電站層

通常而言，變電站層繼電保護配置采取的都是集中后備保護模式，變電站全部電壓等級均采取集中配置方式。具體而言這種模式主要采取的是自適應(yīng)以及實時、在線整定管理技術(shù)，再加上它有廣域保護接口，所以能夠有效地實現(xiàn)廣域保護功能，也能夠達(dá)到雙重保護配置的目的。在智能變電站中，后備保護模式為各個元件提供了關(guān)鍵的保護功能，另外，還為臨近元件提供了遠(yuǎn)后備保護措施。所以說保護可以分為兩部分：①近后備保護，主要有所有母線和直接出線；②遠(yuǎn)后備保護，主要有直接出線對端母線以及與之相連的全部線路。在具體操作中，獨立后備保護收集的主要是智能變電站中各種元件的電流以及電壓數(shù)據(jù)信息、主保護數(shù)據(jù)信號以及斷路設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息等，同時還接收臨近智能變電站中各類元件相關(guān)的故障數(shù)據(jù)信息、主保護操作信號以及斷路設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息等，在針對這些數(shù)據(jù)信息實時分析的基礎(chǔ)上，對遠(yuǎn)后備范圍內(nèi)所有元件的故障狀態(tài)進行準(zhǔn)確及時判斷，基于此選取最優(yōu)的跳閘處理方案。

1.2過程層

過程層中的繼電保護其主保護措施就是快速跳閘。縱聯(lián)保護、母線上的差動、變壓器的差動等都是典型的繼電保護。繼電保護又可以細(xì)分為兩種形式，即主保護以及后備保護，如果主保護可以達(dá)到繼電保護要求，那么后備保護便會轉(zhuǎn)至變電站層中保護設(shè)備中。過程層保護中的線路保護以及變壓器保護是兩個關(guān)鍵內(nèi)容，以下分別進行介紹。

（1）線路保護。線路保護中直接跳斷路器以及直接采樣是兩種主要方式。對于智能變電站而言，在GOOSE的支持下才可以實現(xiàn)重合閘和失靈保護功能，線路保護中的間隔層其傳輸方式主要是點對點。在具體工作時合并單元和保護測控裝置一般是集成在一起的，這樣可以實現(xiàn)直接采樣以及數(shù)據(jù)傳輸。只有在兩者的配合下才可以實現(xiàn)跳閘功能。電子式互感器作為線路中的關(guān)鍵設(shè)備，主要裝設(shè)于母線和線路中，通過電子式互感器可以將電壓信號以及電流信號全部接入合并單元當(dāng)中，之后在輸送至測控裝置和SV網(wǎng)。如果有跨間隔信息時則通常通過GOOSE來實現(xiàn)傳輸。

（2）變壓器保護。智能變電站中變壓器其重要性不言而喻，變壓器保護采取的主要是雙套保護模式，這種保護模式強調(diào)主、后備保護一體化。在具體工作中對于變壓器保護采取的方式為直接采樣，利用各側(cè)斷路器將其連接起來。至始至終GOOSE都可以接受失靈保護跳閘命令，從而達(dá)到失靈保護各側(cè)斷路器跳閘的目的。

2　繼電保護對通信網(wǎng)絡(luò)和電子式互感器的適應(yīng)性

2.1繼電保護對于電子式互感器的適應(yīng)性

電子互感器具有很多種類型，其原理也存在較大差異，如果將不同種類互感器進行混合使用則會引起不良影響，比如可能會造成數(shù)據(jù)差異。這種差異主要體現(xiàn)在兩點，分別為：①測量延時，不同種類電流互感器其測量標(biāo)準(zhǔn)會存在一定差異，因此在具體操作時引起測量數(shù)據(jù)信息時間誤差。為處理上述問題，確保種類不同的設(shè)備之間可以很好的配合使用，在正式進行工作之前要求針對不同類型的設(shè)備實施嚴(yán)格測量，在此基礎(chǔ)上采取有效措施來補償延時，通過這種方式能夠有效的解決這一問題；②量程差異，通常情況下不同類型的互感器其量程也不盡相同，這就使得在實際工作中會發(fā)生某個設(shè)備尚且在安全量程范圍內(nèi)，而其它設(shè)備已經(jīng)超過其最大量程的狀況。一旦測量數(shù)據(jù)超過了設(shè)備的量程之后得到的數(shù)據(jù)信息其準(zhǔn)確性便無法得到保障，所以，為防止這種狀況的發(fā)生，在實際中最好是統(tǒng)一設(shè)備型號。

2.2繼電保護對于過程層網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性

除了上述互感器適應(yīng)性影響因素之外，過程網(wǎng)絡(luò)也是其中一個非常重要的影響因素。這些影響因素的存在會使得繼電保護動作無法及時到位，為了從根本上處理該問題，有需要改善引起延時的各種因素。

（1）網(wǎng)絡(luò)延時。對于網(wǎng)絡(luò)延時這一問題，需要需要改善過程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對設(shè)施的利用率得到提升，以此來提升信息傳遞的效率；此外還可以升級設(shè)備，也能夠提升信息傳遞速率。

（2）保護裝置采樣延時。因為測量裝置在數(shù)據(jù)采樣時存在延時問題，對于這一問題通常的做法就是利用軟件進行優(yōu)化，或者是改進測量裝置的采樣算法，實現(xiàn)采樣頻率以及數(shù)據(jù)發(fā)送頻率的同步，避免由于頻率差異而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)采樣延時現(xiàn)象。

2.3繼電保護和電子式互感器采樣同步問題

（1）站內(nèi)統(tǒng)一計時方法。之所以會出現(xiàn)延時問題主要原因在于各個設(shè)備對于計時不統(tǒng)一，處理上述問題最好的辦法就是對設(shè)備的計時方法進行統(tǒng)一，以此來實現(xiàn)不同型號設(shè)備之間的協(xié)同工作。

（2）樹立同步標(biāo)準(zhǔn)。對于系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)延時問題，可以樹立同步標(biāo)準(zhǔn)，一般選擇保護裝置，包括電子互感器在內(nèi)的其它設(shè)備全部以保護裝置作為標(biāo)準(zhǔn)，通過軟件來進行改進，實現(xiàn)站內(nèi)統(tǒng)一，處理數(shù)據(jù)同步問題。

3　繼電保護應(yīng)用分析

筆者結(jié)合自身的實踐經(jīng)驗，下面結(jié)合智能變電站具體事例進行分析，對繼電保護的調(diào)試方法進行詳細(xì)研究。針對某220kV線路保護裝置實施入量通道測試工作，通過智能化繼電保護校驗儀來對異常情況實施的檢查，在對線路保護狀況實施檢查之后，發(fā)現(xiàn)保護裝置內(nèi)部不存在必要的開入信息。對于上述問題進行了詳細(xì)且系統(tǒng)的分析，最終確定了問題原因，首先是針對校驗儀61850配置進行了詳細(xì)檢查，經(jīng)過反復(fù)的校驗之后發(fā)現(xiàn)配置情況正常，沒有問題；其次，對光網(wǎng)口燈狀態(tài)進行了嚴(yán)格檢查，同樣發(fā)現(xiàn)指示燈維持正常狀態(tài)，即持續(xù)閃爍，這樣就排除了硬件口出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膯栴}；最后，仔細(xì)檢查了模型文件配置，針對相關(guān)數(shù)據(jù)集進行了瀏覽檢查。在檢查線路2出口節(jié)點模型文件的時候，發(fā)現(xiàn)母差文件同和ExternalReference IED name以及 External signal IEDname具有非常高的一致性，然后對母差文件相關(guān)內(nèi)容實施了認(rèn)真嚴(yán)格查看，最后發(fā)現(xiàn)模型出口處有兩個跳閘數(shù)據(jù)集是一樣的，這兩個跳閘數(shù)據(jù)集為dscGOOSE和dscG0OSE1，由此可以得出結(jié)論：由于名稱不一致導(dǎo)致GOOSE開入異常。確定具體原因以后，認(rèn)真仔細(xì)的查找了設(shè)備說明書，這種設(shè)備其保護裝置和其它設(shè)備相比存在一定的區(qū)別，具有一定的特殊要求，除了必須要仔細(xì)校對GOOSE基本參數(shù)之外，還應(yīng)該對數(shù)據(jù)集名進行仔細(xì)認(rèn)真判別，如果數(shù)據(jù)集名出現(xiàn)了不正常的情況，就會引起開入閉鎖，最終無法進行正常顯示。

4　結(jié)束語

繼電保護對于智能變電站的安全穩(wěn)定運行具有非常重要的作用，智能變電站未來發(fā)展的大方向之一就是各個設(shè)備的繼電保護，因此，加大對于繼電保護研究的力度有著十分重要的現(xiàn)實意義。智能電網(wǎng)發(fā)展速度非常快，電力技術(shù)也是日新月異，社會對于智能變電站相關(guān)要求日益提升，為了滿足社會對于智能變電站的需求，有必要針對智能變電站各設(shè)備繼電保護進行深入研究。

［1］王同文，謝 民，孫月琴，等.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2015，43（6）：58～66.

［2］路淮豐.智能變電站繼電保護可靠性探析［J］.通訊世界，2014（24）：76～77.

［3］沙海源.智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性分析［J］.精品，2016（2）：60～61.

TM77

A

2095-2066（2016）26-0026-02

2016-9-1

張 維（1982-），男，本科，主要從事繼電保護工作。