數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)對(duì)策

李世延 趙耀民

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的不斷進(jìn)步。當(dāng)前我國(guó)電.力系統(tǒng)所應(yīng)用的變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)已，進(jìn)入數(shù)字化。通過(guò)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)，可以對(duì)變電站繼電保護(hù)進(jìn)行全面、有效、精確的測(cè)試，為變電站繼電保護(hù)有效應(yīng)用創(chuàng)造條件。相比與傳統(tǒng)變電站，數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化較大，對(duì)變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)也有所調(diào)整，相對(duì)的，為保障電站的正常運(yùn)行，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試手段也隨之更新。基于此背景，本文就對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，可供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站;繼電保護(hù);測(cè)試技術(shù)

自改革開(kāi)始，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展一直處于高速增長(zhǎng)狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提高了對(duì)電力的需求。一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。將會(huì)導(dǎo)致重大安全事故，造成難以預(yù)估的損失。在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題便是變電站繼電保護(hù)部分。所以，引入數(shù)字化變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)以適應(yīng)日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)發(fā)展成為必然趨勢(shì)。

1、數(shù)字化繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)間的區(qū)別分析

1.1設(shè)施硬件的差別

傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)主要由開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口、人機(jī)接口、通信接口以及數(shù)據(jù)處理單元等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。但是數(shù)字化保護(hù)其數(shù)據(jù)來(lái)源為ECT/EVT傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，較傳統(tǒng)保護(hù)方式而言，兩者間對(duì)數(shù)據(jù)的接收方式和處理方式等差別也體現(xiàn)了兩者結(jié)構(gòu)上的不同。數(shù)字化保護(hù)主要構(gòu)成為光接口單元、開(kāi)關(guān)單元、中央處理單元、人機(jī)接口以及通信接口等結(jié)構(gòu)組成，較傳統(tǒng)保護(hù)更為精密。

1.2信號(hào)的傳輸方式

傳統(tǒng)保護(hù)的信號(hào)傳輸方式是通過(guò)常規(guī)綜自站來(lái)完成的。具體的信號(hào)傳輸過(guò)程是在綜自站利用一次設(shè)備進(jìn)行模擬量的采集，再利用電纜將模擬信號(hào)傳輸?shù)奖Ｗo(hù)裝置，通過(guò)保護(hù)裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理，最后通過(guò)網(wǎng)線將數(shù)字量傳至后監(jiān)控系統(tǒng)。而數(shù)字化保護(hù)的信號(hào)傳輸方式則是在過(guò)程層的光電互感器將采樣值進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)換，利用光纖傳輸?shù)胶喜卧ㄟ^(guò)合并單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行二次測(cè)數(shù)據(jù)匯總，并打上時(shí)間標(biāo)簽，利用智能電子裝置進(jìn)行采樣和控制信息。可見(jiàn)，數(shù)字化保護(hù)信號(hào)傳輸方式更加適用，使信號(hào)傳輸動(dòng)作更加靈敏、快速，并保證所傳輸?shù)男盘?hào)能夠真實(shí)反映電力系統(tǒng)情況，為真實(shí)解決電力系統(tǒng)問(wèn)題提供依據(jù)。

2、數(shù)字化保護(hù)對(duì)其測(cè)試系統(tǒng)的需求分析

2.1測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)滿足實(shí)時(shí)性

測(cè)試體系整體應(yīng)由采樣值數(shù)據(jù)的打包發(fā)送、GOOSE報(bào)告數(shù)據(jù)發(fā)送及解析、電磁暫態(tài)仿真計(jì)算等環(huán)節(jié)構(gòu)成，在各個(gè)數(shù)據(jù)傳輸端口的處理分析時(shí)間將對(duì)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間產(chǎn)生直接影響，在實(shí)際應(yīng)用中，各個(gè)環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)傳輸與分析速度必須保證其傳輸速度，才能符合閉環(huán)仿真測(cè)試其對(duì)于實(shí)時(shí)性傳輸?shù)男枨蟆?/p>

2.2對(duì)通信端口的通用性

目前在合并單元主要支持IEC-60044、IEC-61850等通訊標(biāo)準(zhǔn)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。其中，ICE-60044對(duì)于合并單元的報(bào)告分析及信息傳輸均采用FT3幀格式以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式完成傳輸工作，整體速度較慢;IEC-61850作為通信標(biāo)準(zhǔn)具體細(xì)分了兩種傳輸方式，其中61850-1為串行間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單向傳輸，屬于傳統(tǒng)傳輸端口向數(shù)字化傳輸?shù)倪^(guò)渡方案，而61850-2使用完全的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸，以資源共享的方式做到采樣值數(shù)據(jù)的高速傳輸，其速度較快。而測(cè)試系統(tǒng)則需要能夠完成對(duì)不同形式報(bào)文的收發(fā)工作，保障其在不同端口變電站間可以正常使用。

2.3對(duì)于信號(hào)傳遞的同步性

數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置及數(shù)字保護(hù)設(shè)備之間在傳輸數(shù)字信號(hào)的過(guò)程中，需要保證測(cè)試技術(shù)系統(tǒng)具有同步性。測(cè)試采集電壓及電流信號(hào)務(wù)必要來(lái)源于相同的采樣點(diǎn)，將其作為保護(hù)技術(shù)裝置性能判斷的重要根據(jù)。同時(shí)，數(shù)字采集應(yīng)保證精準(zhǔn)性。幅值及相位的誤差將會(huì)降低保護(hù)技術(shù)裝置的性能，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)造成系統(tǒng)判斷失誤的后果。所以為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)使所采集數(shù)字信號(hào)的同步性得到切實(shí)保障。

2.4保證測(cè)試的規(guī)模性

如果要對(duì)數(shù)字化變電站進(jìn)行系統(tǒng)性能的二次測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)就需要同時(shí)與多個(gè)保護(hù)裝置對(duì)接進(jìn)行測(cè)試，這需要測(cè)試系統(tǒng)可以支持足夠多的信號(hào)輸入通道才進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。目前的仿真裝置可以實(shí)現(xiàn)6組電壓、6組電流以及12路開(kāi)關(guān)量規(guī)模的仿真測(cè)試，這樣的條件可以保障簡(jiǎn)單的數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)構(gòu)建，完成性能閉環(huán)測(cè)試。

3、數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的具體構(gòu)建分析

3.1構(gòu)建硬件平臺(tái)

現(xiàn)階段的測(cè)試平臺(tái)的核心設(shè)備為電力系統(tǒng)數(shù)字仿真裝置（ADPSS），并配合其研發(fā)了對(duì)應(yīng)的光數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口——帶模轉(zhuǎn)換單元PWF-2T，它可以做到將ADPSS所輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以符合合并單元采樣要求的報(bào)文形式由光纖傳輸至待測(cè)保護(hù)設(shè)備中。同時(shí)，PWF-2T通過(guò)對(duì)保護(hù)設(shè)備發(fā)出的GO0SE動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行解析，可將其轉(zhuǎn)化為開(kāi)關(guān)模擬量信號(hào)，并與ADPSS進(jìn)行反饋，由此完成一個(gè)完整的數(shù)字化繼電保護(hù)閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。

3.2測(cè)試模型的構(gòu)建

數(shù)字化仿真設(shè)備的關(guān)鍵軟件為PSASP，即電力系統(tǒng)分析綜合程序，其具有良好的可靠性與可信度。使用該軟件創(chuàng)建電磁模型，對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行輸入，完成高精度模式下的仿真計(jì)算，能準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)運(yùn)行方式與故障類型。其優(yōu)越性在于可以在電磁模型中對(duì)故障位置、故障類型及持續(xù)時(shí)間等參數(shù)都做到自由設(shè)定，并且可以做到復(fù)合故障的模擬，進(jìn)一步對(duì)保護(hù)裝置面對(duì)故障的動(dòng)作行為做出測(cè)試。

結(jié)語(yǔ)：

由于數(shù)字化變電站保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)作方式較傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)有了較大改變，對(duì)于保護(hù)設(shè)備的檢測(cè)系統(tǒng)也需要根據(jù)設(shè)備的不斷升級(jí)來(lái)進(jìn)行逐步調(diào)整和完善，保證繼電保護(hù)測(cè)試方法能得出有效準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，維護(hù)數(shù)字化變電站可靠運(yùn)行。總之，唯有綜合我國(guó)當(dāng)前輸電線路建設(shè)及運(yùn)行情況，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)理念，引入國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能更高效、全面的處理輸電線路在建設(shè)及運(yùn)行中存在的各項(xiàng)問(wèn)題，提高線路的穩(wěn)定性及安全性，促進(jìn)電力行業(yè)不斷發(fā)展，保證人們的用電安全。因此，對(duì)輸電線路建設(shè)和運(yùn)行中的制約與技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行探討具有重要的意義。

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