智能變電站保護(hù)動作時間延時特性分析

張銘愷 王二軍

【摘 ?要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，電力企業(yè)在整個社會大環(huán)境下?lián)芜@越來越重要的角色，也越來越受到人們的關(guān)注，許多領(lǐng)域也逐漸認(rèn)識到電力系統(tǒng)的重要性。電力系統(tǒng)故障排除離不開智能變電站的數(shù)字化保護(hù)，其主要方式就是單元合并、智能終端和智能終端類設(shè)備為電力系統(tǒng)增加了保護(hù)的時間。因此我們要對這其中的保護(hù)延時性進(jìn)行分析研究。從而對智能變電站繼電保護(hù)與常規(guī)繼電站的延時保護(hù)進(jìn)行對比，研究他們二者之間的不同之處，其中采樣延時和終端延時兩部分作為重點研究對象，梳理這兩部分的主要內(nèi)容，從而研究分析出智能變電站保護(hù)動作延時的特征，并針對這種情況提出解決方法。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;動作時間;延時特性;繼電保護(hù)

引言

時代在不斷的進(jìn)步，電力企業(yè)的發(fā)展也越來越迅速，這其中就會產(chǎn)生很多問題，有問題就要想辦法解決。電力系統(tǒng)故障是個然重要的問題，如何發(fā)現(xiàn)故障、解決故障更是現(xiàn)當(dāng)代最需要解決的問題。這篇文章主要是從智能變電站和常規(guī)變電站出發(fā)，分析對比兩個系統(tǒng)的延時特性，進(jìn)一步更加細(xì)化的研究電力系統(tǒng)，并且根據(jù)理論實踐探討出解決問題的方法。因此為我國電力發(fā)展指一條更加明確的路線，也為了推動我國電力企業(yè)的發(fā)展，提高我國電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)成果。

1 智能變電站和常規(guī)站保護(hù)動作延時比較

現(xiàn)如今，電力企業(yè)在迅速的發(fā)展，發(fā)展過程中研究出了智能變電站，智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比較有很多優(yōu)勢，但也存在很多不足。常規(guī)變電站的工作流程是電流電壓通過電纜的模擬器進(jìn)行輸送保護(hù)、控制、計量等。保護(hù)設(shè)備的內(nèi)部由電信號在電纜中以光速傳播，并且與系統(tǒng)采樣和跳閘共同存在，因此在計算延時時間的時候，采樣步驟的時間可以忽略不計。保護(hù)裝置是為了防止電力系統(tǒng)受到損害，所以它十分敏感，在保護(hù)裝置接收到互感器傳來的危險信號時會立即跳閘。而在智能變電站中，這樣的保護(hù)流程則是通過更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行傳輸，主要是合并單元中收集互感器的單詞電流電壓量，并且生成SV數(shù)據(jù)傳輸給保護(hù)設(shè)備。此時這個設(shè)備的邏輯判斷就開始了，并把最終的結(jié)果發(fā)送給GOOSE智能終端系統(tǒng)。【1】下一個步驟接收到了GOOSE傳來的報文以后，就會自動控制跳閘動作。下圖分別為常規(guī)變電站和智能變電站的保護(hù)流程示意圖。

什么是保護(hù)動作時間？一般是指在系統(tǒng)發(fā)生故障的時間與保護(hù)信號發(fā)出的時間，兩者的間隔時間。根據(jù)上圖可以看出，常規(guī)電站的保護(hù)時間包括電荷模擬量的轉(zhuǎn)換時間（時間太短忽略不計）、邏輯推斷的時間、出口繼電器發(fā)出動作的時間。這兩者對比來說，智能變電站就增加了很多技術(shù)型和科技型因素在里面，它合并了單元采樣的時間、保護(hù)裝置設(shè)備的動作時間、保護(hù)傳輸時間和終端接收時間。雖然保護(hù)傳輸時間果斷可以不進(jìn)行計算，但是采樣延時和智能終端動作時間的延長導(dǎo)致整體時間的延長，所以保護(hù)傳輸時間的速度也是會產(chǎn)生很大的影響【2】。

在變電站最開始發(fā)展，合并單元和智能終端的應(yīng)用愈加廣泛的時候，保護(hù)動作延時就出現(xiàn)了。只不過是當(dāng)時的發(fā)展水平低，科學(xué)技術(shù)沒達(dá)到這么高的水平，所以這個問題一直沒有被發(fā)現(xiàn)和重視，設(shè)備所引起的延時情況也大多不一樣。現(xiàn)如今科學(xué)發(fā)展的越來越好，經(jīng)濟(jì)水平也越來越高，在這個問題上就提出了相關(guān)的制度規(guī)范。如果說這樣的研究不想停滯不前，就要提升保護(hù)延時的速度，著就要在合并單元的時候更要細(xì)膩一些，針對每個問題提出不一樣的解決措施。

2 采樣延時性分析

智能變電站的采樣活動之所以與傳統(tǒng)變電站不同，是因為智能變電站的采樣是在合并單元中進(jìn)行的，隨即產(chǎn)生SV報文，這樣才出現(xiàn)的延時。簡單來說，采樣環(huán)節(jié)所導(dǎo)致的延時包含兩個環(huán)節(jié)：（1）合并單元采樣延時。由電流電壓的的模擬量輸入隨即產(chǎn)生SV報文之后輸出（2）保護(hù)裝置采樣延時。保護(hù)裝置受到互感器的危險信號后，產(chǎn)生SV報文而后展開邏輯分析，直到采樣結(jié)束后得出邏輯判斷。

2.1合并單元的采樣延時性

合并單元的方式的采樣延時性是以二次模擬信號經(jīng)過互感器最終轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。快捷的邏輯操作可以用FPGA開展，用它來單元進(jìn)行控制【3】。當(dāng)數(shù)字傳送到FPGA時，F(xiàn)PGA會用時標(biāo)的方法將信號傳輸?shù)较到y(tǒng)并進(jìn)行標(biāo)記，同時歸納總結(jié)出的數(shù)據(jù)會議合并單元的形式對其定義和顯示內(nèi)容。

3 使用情況

該技術(shù)從2010年初步試用，在省內(nèi)演戲2次，在公司領(lǐng)導(dǎo)和其他企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)面前展示過40多次，經(jīng)過反復(fù)的時間和不斷的改革，現(xiàn)在完全可以在工作中使用。在實踐過程中，相關(guān)的技術(shù)百分之一百的都可以成功。

相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員對技術(shù)十分重視，他們以身作則用快捷、方便、簡易的原則在一步步的實踐著，為公司的發(fā)展做了很大的貢獻(xiàn)，給公司的工作提供了更加簡潔的方法。

總結(jié)

在這個電力發(fā)達(dá)的時代背景下，我國社會在高速的發(fā)展和不斷的進(jìn)步，各大城市每天的用電量越來越高，所以國家對電力企業(yè)給予很大的重視，即為了發(fā)展我國的經(jīng)濟(jì)，也是為了為全國人民謀得福利，讓人民在這個發(fā)達(dá)的電力系統(tǒng)下更好的生活，提高國民生活的質(zhì)量，因此為了更加便捷，我國研究出了智能變電站。智能變電站的出現(xiàn)為傳統(tǒng)變電站帶來了很大的挑戰(zhàn)，智能變電站在信息共享、設(shè)備通用性方面都有了很大的進(jìn)步，但是電力企業(yè)數(shù)字化的環(huán)境下，只能變電站還是存在一些問題，其保護(hù)動作時間比較長，保護(hù)的速度因而受到了很大的影響。這篇文章主要是將智能變電站與傳統(tǒng)變電站進(jìn)行對比，從而分析出結(jié)果。研究結(jié)果對智能變電站減少保護(hù)動作的時間提出了建議，并且做了實驗，實驗結(jié)果顯示上述提出的方法是有效的。變電站的保護(hù)動作時間是電力系統(tǒng)的重中之重，對電力系統(tǒng)的正常運行起到必要的影響。所以，要盡肯能的所要保護(hù)動作時間，這是推動我國電力企業(yè)向前發(fā)展的必要保障。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：1.2許繼電氣股份有限公司）