數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置及其現(xiàn)場調(diào)試研究

曹兵

(國網(wǎng)河南省電力公司新鄉(xiāng)供電公司，河南新鄉(xiāng)453000)

摘要：繼電保護(hù)裝置的出現(xiàn)大大提升了電力系統(tǒng)工作的安全性以及供電工作的穩(wěn)定性，數(shù)字化變電站則使各項(xiàng)功能在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升。基于此，本文以數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置作為切入點(diǎn)，簡述集中配置、分散配置等方式，再以此為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)論述數(shù)字化變電站繼電保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試。以期通過分析明晰理論，為后續(xù)數(shù)字化變電站的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站：繼電保護(hù);集中配置;數(shù)字化調(diào)試

繼電保護(hù)是對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種措施。現(xiàn)代電力系統(tǒng)工作壓力大、內(nèi)容多、要求高，部分大型變電站影響范圍廣，一旦出現(xiàn)電力事故，日，能導(dǎo)致大面積停電、財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡，繼電保護(hù)的出現(xiàn)較好的應(yīng)對(duì)了該問題，數(shù)字化變電站中，繼電保護(hù)的能力更為突出，分析其配置和調(diào)試有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)配置

(一)數(shù)字配置

數(shù)字化變電站是以智能設(shè)備為基礎(chǔ)構(gòu)建的變電站，其突出特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)智能電氣設(shè)備間的信息共享，只要設(shè)備滿足通信連接的要求即可。換言之，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)不必像傳統(tǒng)變電站一樣分布在各處，可以利用智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中配置。如某發(fā)電廠內(nèi)建有大型升壓變電站，負(fù)責(zé)將電壓升高、輸入配電網(wǎng)中，為保證工作的有效性，應(yīng)用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，此前的保護(hù)裝置配置于變電站與電力網(wǎng)絡(luò)連接的各個(gè)位置，管理難度大，進(jìn)行數(shù)字化改造后，所有裝備納入智能系統(tǒng)中，可以通過數(shù)字化設(shè)備集中管理、控制，工作更加高效。

(二)分散配置

分散配置是指不改變?cè)械睦^電保護(hù)裝置分布情況，只對(duì)其進(jìn)行智能化改造。該方式適用于降壓變電站。如部分地區(qū)變電站工作情況復(fù)雜，需要向不同方向輸送電能，且不同方向所需電壓有所差別，如果依然采用集中配置的方式，不便于精細(xì)化管理。變電站可針對(duì)不同方向的電壓需求分別選取繼電保護(hù)裝置，并設(shè)定默認(rèn)程序，如110kV、38kV線路常規(guī)工作下的電壓、電流情況等，作為保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，通過分散配置的方式滿足不同區(qū)域的管理要求“]。

此外，數(shù)字化變電站還可以根據(jù)實(shí)際工作需要更改繼電保護(hù)配置方式，選取雙重配置等方式加強(qiáng)保護(hù)效果。

二、數(shù)字化變電站繼電保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試

(一)測試方法

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試的方法，一般包括機(jī)械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試兩種。機(jī)械調(diào)試也被稱為設(shè)備調(diào)試，足對(duì)傳統(tǒng)調(diào)試的一種延伸和強(qiáng)化，通過測試儀進(jìn)行，了解信號(hào)傳輸情況，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化和分析。如某變電站常規(guī)工作的電壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為100kV，在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)其電壓值為99.8kV，繼電保護(hù)裝置未發(fā)出警報(bào)，表明系統(tǒng)存在問題，可分析原因，進(jìn)行調(diào)試，直到系統(tǒng)可能在異常條件下發(fā)出警報(bào)，表明調(diào)試效果良好。該方式原理簡單、方法成熟，曰前的應(yīng)用也十分廣泛，不足之處是變電站內(nèi)部存在磁場，很可能影響信號(hào)的強(qiáng)度、帶來噪音，因此所獲結(jié)果的誤差也較大，需要進(jìn)行多次測試、調(diào)試才能獲取可信結(jié)果。

數(shù)字化調(diào)試是對(duì)傳統(tǒng)方式的進(jìn)一步優(yōu)化，其調(diào)試原理是標(biāo)準(zhǔn)化的工作模型。在數(shù)字化變電站中，大部分工作可以在智能系統(tǒng)支持下白主進(jìn)行，這意味著繼電保護(hù)工作同樣流程化進(jìn)行，在常規(guī)模式下其j二作對(duì)象——電能的電流、電壓等參數(shù)也必然是固定的[嘲。人員可以收集相關(guān)數(shù)據(jù)，建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工作模型，輸入智能系統(tǒng)中，調(diào)試工作以模型為中心開展，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)前工作的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行收集，對(duì)比其與標(biāo)準(zhǔn)模式之間的差值，如果差值在標(biāo)準(zhǔn)范圍外、系統(tǒng)無動(dòng)作，可知繼電保護(hù)無效，應(yīng)給予調(diào)整優(yōu)化。數(shù)字化調(diào)試的誤差小、也可以避免噪音干擾，是目前較為可靠的現(xiàn)場調(diào)試方法。

(二)模擬調(diào)試過程

選取某地火力發(fā)電廠升壓變電站，應(yīng)用機(jī)械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試方法進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)性能測試。該廠在2015年12月實(shí)現(xiàn)變電站智能化改造，繼電保護(hù)配置方式為集中配置，控制端集中管理6處繼電保護(hù)裝置，應(yīng)用狀況較為良好。由于工作環(huán)境特殊，設(shè)備老化速度較快，2018年4月擬定更換新一批設(shè)備，并在完成更換后應(yīng)用機(jī)械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。

調(diào)試共進(jìn)行2輪，第一輪為機(jī)械調(diào)試，共進(jìn)行15次實(shí)驗(yàn)，分別為常規(guī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)、過電流實(shí)驗(yàn)、低電壓實(shí)驗(yàn)，三類實(shí)驗(yàn)各5次，判斷系統(tǒng)反應(yīng)速度和準(zhǔn)確率。第二輪為數(shù)字化調(diào)試，共進(jìn)行15次實(shí)驗(yàn)，分別為常規(guī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)、過電流實(shí)驗(yàn)、低電壓實(shí)驗(yàn)，三類實(shí)驗(yàn)各5次，對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)速度和準(zhǔn)確率進(jìn)行記錄。

(三)調(diào)試結(jié)果與分析

結(jié)果上看，機(jī)械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試后，系統(tǒng)都能較準(zhǔn)確、快速的做出保護(hù)反應(yīng)，但數(shù)字化調(diào)試下，結(jié)果更為優(yōu)越。兩組實(shí)驗(yàn)的對(duì)比情況如表l所示。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知機(jī)械調(diào)試組和數(shù)字化調(diào)試組都能很好的完成調(diào)試任務(wù)，但機(jī)械調(diào)試組面臨來自磁場、噪音干擾和誤差的影響，因此反應(yīng)時(shí)間上略長于數(shù)字化調(diào)試組，兩組平均反應(yīng)時(shí)間分別為1.23( +0.06)s、0.69(±0.04)s。現(xiàn)代數(shù)字化變電站工作責(zé)任較大，應(yīng)在條件允許的情況下盡可能提升其安全性，因此，在后續(xù)工作中可對(duì)變電站繼電保護(hù)的數(shù)字化調(diào)試方法加以推廣。

三、總結(jié)

通過分析數(shù)寧化變電站繼電保護(hù)配置及其現(xiàn)場調(diào)試，了解了相關(guān)理論。數(shù)字化變電站是傳統(tǒng)變電站的一種強(qiáng)化，其各項(xiàng)功能也更為完善，就繼電保護(hù)配置而言，可選集中配置、分散配置、雙重配置等方式，調(diào)試包括機(jī)械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試兩種方法。模擬實(shí)驗(yàn)表明，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)功能較為理想、數(shù)字化調(diào)試方法反應(yīng)速度更快。后續(xù)工作中，各地可加強(qiáng)變電站的數(shù)字化建設(shè)和調(diào)試，優(yōu)化其功能，確保變電站發(fā)揮應(yīng)有作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]左學(xué)榮，樊天南.基于數(shù)字變電站的二次網(wǎng)絡(luò)及保護(hù)校驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)的研究[Jl.自動(dòng)化與儀器儀表，2016( 06)：1 1 -121-14.

[2]李孝汾.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)優(yōu)化配置研究[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2013( 12)：297-298.

作者簡介：

曹兵(198-)，男，河南駐馬店人，碩士研究生，工程師。