数字化变电站继电保护适应性研究

丁显飞

(湖北省电力公司荆州供电公司,湖北 荆州 434000）

1 前言

随着经济与社会的快速发展，人们的生活水平不断的提高，人们对低压配电系统供电的稳定性、安全性以及可靠性的要求逐渐的提高，因此继电保护装置在数字化变电站中的应用也越来越广泛。但是，通过对数字化变电站继电保护装置进行分析，发现继电保护系统在数字化变电站应用的过程中，出现了频率响应范围小、安全性低、测量精度差等问题，不能够满足数字化变电站对于继电保护装置适应性和安全性的要求。因此，针对数字化变电站继电保护适应性的研究具有非常重要的现实意义。

2 数字化变电站继电保护适应性分析

2.1 继电保护与不同原理、不同厂家的电子式互感器的适应性分析

数字化变电站中采用的电子式互感器根据能源提供方式的不同分为良好总，一种为无电源式，一种为有电源式。根据具体的原理可以将电子式互感器分为两种，一种为基于光学原理，另一种基于Rogowski线圈原理。数字化变电站在进行采集数据的过程中，IEC/60044-8标准对电子式互感器制定了明确的要求，但是由于原理不同以及生产厂家不同，致使电子式互感器在数字化变电站使用的过程中存在一定的差异，具体的差异主要包括两个方面：一方面，量程差异，如果测量值超过了电子式互感器的输出量程的下限或者上限时，电子式互感器的波形将会发生变形，如果采用不同量程的电子式互感器，测量值超过其输出范围时，即使相同的测量值也会出现不同的测量结果，这就会导致继电保护装置出现误动，为了防止因为量程不同对继电保护装置造成的影响，数字化变电站必须选择同一厂家以及型号相同的电子式互感器；另一方面，测量延时差异，为了能够消除测量延时误差对继电保护装置的影响，数字化变电站必须对测量延时误差进行精确的测量，如果测量出存在延时差异，继电保护装置必须设定相应的延时补偿措施，防止延时差异对继电保护装置造成影响。

2.2 继电保护与过程层网络以及电子式互感器的适应性分析

数字化变电站与传统变电站配置方案进行比较，在相同试验环境下，数字化变电站过程层的保护动作时间相对较长。导致这种现象的原因是：在高压电网中，如果跳闸的速度相对较快，则制动面积相对较小，稳定性也随之增大，但是对于相间短路而言，很容易破坏该种稳定状态，导致跳闸时间出现一个微小的差别，影响继电保护系统的稳定性，为了提高继电保护的动作速度，应该从以下几个方面进行改善：其一，在进行数字化变电站的规划过程中，应该优化过程层网络结构的设计，不断的提高整个网络通信的实时性；其二，在进行保护算法的改进过程中，应该调整采样的频率，调整过后的电子式互感器发送采样数据的频率为原来的倍数，以此降低数据采集环节的时间；其三，提高电子式互感器的技术，能够显著的降低电子式互感器的处理延时；气死，采用广域保护系统对整个继电保护系统进行监控，如果继电保护系统出现故障时，可以根据当时的网络拓扑结果，能够在非常短的时间内将开关短太，有效的加快保护动作，保证广域安全自动控制和继电保护动作的一致性，这样既能够保证继电保护系统的稳定性，又能够实现继电保护的自动化控制。

2.3 数字化变电站继电保护与电子式互感器的采样同步问题分析

数字化变电站继电保护采用的电子式互感器和网络设备导致数据在传输的过程中出现延迟，并且不同电子式互感器和网络结构，导致传输数据在时序上存在一定的差异，导致采样不能够同步。因此，针对数字化变电站继电保护与电子式互感器的采样同步问题的研究显得尤为重要。如何降低由于传输延时与时钟同步差异导致的影响，保证采样时刻的准确性，为数字化变电站继电保护的关键。想要实现数字化变电站继电保护与电子式互感器的采样同步，应该从以下几个方面入手：其一，将继电保护装置当作电子式互感器数据采集的同步源；其二，合并单元插值计算，该种方式能够对继电保护装置接收的数据进行相应的处理；其三，采用相同的外部时钟源，外部时钟源可以冲淡电子式互感器采集数据的同步源。

3 数字化变电站继电保护动态模拟测试方案

数字化变电站继电保护动态模拟测试的作用主要包括两个方面，一方面用于评估数字化变电站继电保护在特定环境中的适应性；另一方面能够考核数字化变电站继电保护，在数字化变电站系统中的各项应用指标是能够满足相关设计标准以及应用要求。数字化变电站继电保护动态模拟测试方案主要包括以下几点内容：（1）数字化继电保护装置对所接收采样数据延时越限时状况的测试；（2）数字化继电保护装置对所接收数据丢帧状况的测试；（3）数字化继电保护装置对所接收采样数据畸变状况的测试；（4）数字化继电保护装置对所接收数据中无效数据的测试；（5）数字化继电保护装置对异常状况以及自身合并单元同步问题的测试；（6）数字化继电保护装置对所接收数据同步性以及同步异常状况的测试；（7）数字化变继电保护装置对多原理电子式互感器使用状况适应性的测试；（8）交换机负载变化状况下适应性的测试；（9）过程层网络交换机的性能测试。

4 结束语

总而言之，数字化变电站逐渐的从理论研究逐渐的转向工程化的建设实施，数字化变电站继电保护装置对于保证整个系统的安全性、可靠性以及稳定性具有至关重要的作用。但是，继电保护在数字化变电站中应用存在许多问题，影响了其作用的发挥，文章深入研究了数字化变电站继电保护的适应性，希望能够为继电保护技术的研究人员提供一定的参考。

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