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(hù)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(huì)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(hù)可靠性會(huì)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(hù)中的變電站層配置角度進(jìn)行了深入分析，還探討了繼電保護(hù)對(duì)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(hù)的應(yīng)用。

智能變電站；繼電保護(hù)；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(shì)，社會(huì)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(jìn)行安全穩(wěn)定運(yùn)行，則必須要依賴于繼電保護(hù)的可靠性，只有這樣才可以建立全面的智能電網(wǎng)，進(jìn)而為我國現(xiàn)代化建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)、安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)，因此，研究分析智能變電站繼電保護(hù)可靠性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義［2～3］。

1　智能變電站繼電保護(hù)可靠性

1.1變電站層

通常而言，變電站層繼電保護(hù)配置采取的都是集中后備保護(hù)模式，變電站全部電壓等級(jí)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(shí)時(shí)、在線整定管理技術(shù)，再加上它有廣域保護(hù)接口，所以能夠有效地實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)功能，也能夠達(dá)到雙重保護(hù)配置的目的。在智能變電站中，后備保護(hù)模式為各個(gè)元件提供了關(guān)鍵的保護(hù)功能，另外，還為臨近元件提供了遠(yuǎn)后備保護(hù)措施。所以說保護(hù)可以分為兩部分：①近后備保護(hù)，主要有所有母線和直接出線；②遠(yuǎn)后備保護(hù)，主要有直接出線對(duì)端母線以及與之相連的全部線路。在具體操作中，獨(dú)立后備保護(hù)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(hù)數(shù)據(jù)信號(hào)以及斷路設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息等，同時(shí)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(hù)操作信號(hào)以及斷路設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息等，在針對(duì)這些數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)遠(yuǎn)后備范圍內(nèi)所有元件的故障狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)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(hù)其主保護(hù)措施就是快速跳閘?？v聯(lián)保護(hù)、母線上的差動(dòng)、變壓器的差動(dòng)等都是典型的繼電保護(hù)。繼電保護(hù)又可以細(xì)分為兩種形式，即主保護(hù)以及后備保護(hù)，如果主保護(hù)可以達(dá)到繼電保護(hù)要求，那么后備保護(hù)便會(huì)轉(zhuǎn)至變電站層中保護(hù)設(shè)備中。過程層保護(hù)中的線路保護(hù)以及變壓器保護(hù)是兩個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容，以下分別進(jìn)行介紹。

（1）線路保護(hù)。線路保護(hù)中直接跳斷路器以及直接采樣是兩種主要方式。對(duì)于智能變電站而言，在GOOSE的支持下才可以實(shí)現(xiàn)重合閘和失靈保護(hù)功能，線路保護(hù)中的間隔層其傳輸方式主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。在具體工作時(shí)合并單元和保護(hù)測(cè)控裝置一般是集成在一起的，這樣可以實(shí)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(shí)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(hào)以及電流信號(hào)全部接入合并單元當(dāng)中，之后在輸送至測(cè)控裝置和SV網(wǎng)。如果有跨間隔信息時(shí)則通常通過GOOSE來實(shí)現(xiàn)傳輸。

（2）變壓器保護(hù)。智能變電站中變壓器其重要性不言而喻，變壓器保護(hù)采取的主要是雙套保護(hù)模式，這種保護(hù)模式強(qiáng)調(diào)主、后備保護(hù)一體化。在具體工作中對(duì)于變壓器保護(hù)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(hù)跳閘命令，從而達(dá)到失靈保護(hù)各側(cè)斷路器跳閘的目的。

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

2.1繼電保護(hù)對(duì)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(jìn)行混合使用則會(huì)引起不良影響，比如可能會(huì)造成數(shù)據(jù)差異。這種差異主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)，分別為：①測(cè)量延時(shí)，不同種類電流互感器其測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)會(huì)存在一定差異，因此在具體操作時(shí)引起測(cè)量數(shù)據(jù)信息時(shí)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(jìn)行工作之前要求針對(duì)不同類型的設(shè)備實(shí)施嚴(yán)格測(cè)量，在此基礎(chǔ)上采取有效措施來補(bǔ)償延時(shí)，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(shí)際工作中會(huì)發(fā)生某個(gè)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(cè)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(shí)際中最好是統(tǒng)一設(shè)備型號(hào)。

2.2繼電保護(hù)對(duì)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(gè)非常重要的影響因素。這些影響因素的存在會(huì)使得繼電保護(hù)動(dòng)作無法及時(shí)到位，為了從根本上處理該問題，有需要改善引起延時(shí)的各種因素。

（1）網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)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(duì)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(jí)設(shè)備，也能夠提升信息傳遞速率。

（2）保護(hù)裝置采樣延時(shí)。因?yàn)闇y(cè)量裝置在數(shù)據(jù)采樣時(shí)存在延時(shí)問題，對(duì)于這一問題通常的做法就是利用軟件進(jìn)行優(yōu)化，或者是改進(jìn)測(cè)量裝置的采樣算法，實(shí)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(shí)現(xiàn)象。

2.3繼電保護(hù)和電子式互感器采樣同步問題

（1）站內(nèi)統(tǒng)一計(jì)時(shí)方法。之所以會(huì)出現(xiàn)延時(shí)問題主要原因在于各個(gè)設(shè)備對(duì)于計(jì)時(shí)不統(tǒng)一，處理上述問題最好的辦法就是對(duì)設(shè)備的計(jì)時(shí)方法進(jìn)行統(tǒng)一，以此來實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)設(shè)備之間的協(xié)同工作。

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

3　繼電保護(hù)應(yīng)用分析

筆者結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，下面結(jié)合智能變電站具體事例進(jìn)行分析，對(duì)繼電保護(hù)的調(diào)試方法進(jìn)行詳細(xì)研究。針對(duì)某220kV線路保護(hù)裝置實(shí)施入量通道測(cè)試工作，通過智能化繼電保護(hù)校驗(yàn)儀來對(duì)異常情況實(shí)施的檢查，在對(duì)線路保護(hù)狀況實(shí)施檢查之后，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)部不存在必要的開入信息。對(duì)于上述問題進(jìn)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(duì)校驗(yàn)儀61850配置進(jìn)行了詳細(xì)檢查，經(jīng)過反復(fù)的校驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)配置情況正常，沒有問題；其次，對(duì)光網(wǎng)口燈狀態(tài)進(jìn)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(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了瀏覽檢查。在檢查線路2出口節(jié)點(diǎn)模型文件的時(shí)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(duì)母差文件相關(guān)內(nèi)容實(shí)施了認(rèn)真嚴(yán)格查看，最后發(fā)現(xiàn)模型出口處有兩個(gè)跳閘數(shù)據(jù)集是一樣的，這兩個(gè)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(hù)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(duì)GOOSE基本參數(shù)之外，還應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)集名進(jìn)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(huì)引起開入閉鎖，最終無法進(jìn)行正常顯示。

4　結(jié)束語

繼電保護(hù)對(duì)于智能變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)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(gè)設(shè)備的繼電保護(hù)，因此，加大對(duì)于繼電保護(hù)研究的力度有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。智能電網(wǎng)發(fā)展速度非?？?，電力技術(shù)也是日新月異，社會(huì)對(duì)于智能變電站相關(guān)要求日益提升，為了滿足社會(huì)對(duì)于智能變電站的需求，有必要針對(duì)智能變電站各設(shè)備繼電保護(hù)進(jìn)行深入研究。

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

［2］路淮豐.智能變電站繼電保護(hù)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(hù)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(hù)工作。