數字化變電站繼電保護配置及其現場調試研究

曹兵

(國網河南省電力公司新鄉供電公司，河南新鄉453000)

摘要：繼電保護裝置的出現大大提升了電力系統工作的安全性以及供電工作的穩定性，數字化變電站則使各項功能在原有基礎上進一步提升。基于此，本文以數字化變電站繼電保護配置作為切入點，簡述集中配置、分散配置等方式，再以此為基礎，結合實驗論述數字化變電站繼電保護現場調試。以期通過分析明晰理論，為后續數字化變電站的建設提供參考。

關鍵詞：數字化變電站：繼電保護;集中配置;數字化調試

繼電保護是對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種措施。現代電力系統工作壓力大、內容多、要求高，部分大型變電站影響范圍廣，一旦出現電力事故，日，能導致大面積停電、財產損失甚至人員傷亡，繼電保護的出現較好的應對了該問題，數字化變電站中，繼電保護的能力更為突出，分析其配置和調試有一定的現實意義。

一、數字化變電站繼電保護配置

(一)數字配置

數字化變電站是以智能設備為基礎構建的變電站，其突出特點是能夠實現站內智能電氣設備間的信息共享，只要設備滿足通信連接的要求即可。換言之，數字化變電站繼電保護不必像傳統變電站一樣分布在各處，可以利用智能系統實現集中配置。如某發電廠內建有大型升壓變電站，負責將電壓升高、輸入配電網中，為保證工作的有效性，應用繼電保護裝置進行保護，此前的保護裝置配置于變電站與電力網絡連接的各個位置，管理難度大，進行數字化改造后，所有裝備納入智能系統中，可以通過數字化設備集中管理、控制，工作更加高效。

(二)分散配置

分散配置是指不改變原有的繼電保護裝置分布情況，只對其進行智能化改造。該方式適用于降壓變電站。如部分地區變電站工作情況復雜，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，不便于精細化管理。變電站可針對不同方向的電壓需求分別選取繼電保護裝置，并設定默認程序，如110kV、38kV線路常規工作下的電壓、電流情況等，作為保護的標準，通過分散配置的方式滿足不同區域的管理要求“]。

此外，數字化變電站還可以根據實際工作需要更改繼電保護配置方式，選取雙重配置等方式加強保護效果。

二、數字化變電站繼電保護現場調試

(一)測試方法

數字化變電站繼電保護現場調試的方法，一般包括機械調試和數字化調試兩種。機械調試也被稱為設備調試，足對傳統調試的一種延伸和強化，通過測試儀進行，了解信號傳輸情況，對其進行數字轉化和分析。如某變電站常規工作的電壓標準應為100kV，在調試中，發現其電壓值為99.8kV，繼電保護裝置未發出警報，表明系統存在問題，可分析原因，進行調試，直到系統可能在異常條件下發出警報，表明調試效果良好。該方式原理簡單、方法成熟，曰前的應用也十分廣泛，不足之處是變電站內部存在磁場，很可能影響信號的強度、帶來噪音，因此所獲結果的誤差也較大，需要進行多次測試、調試才能獲取可信結果。

數字化調試是對傳統方式的進一步優化，其調試原理是標準化的工作模型。在數字化變電站中，大部分工作可以在智能系統支持下白主進行，這意味著繼電保護工作同樣流程化進行，在常規模式下其j二作對象——電能的電流、電壓等參數也必然是固定的[嘲。人員可以收集相關數據，建立一個標準的工作模型，輸入智能系統中，調試工作以模型為中心開展，對繼電保護系統當前工作的各個參數進行收集，對比其與標準模式之間的差值，如果差值在標準范圍外、系統無動作，可知繼電保護無效，應給予調整優化。數字化調試的誤差小、也可以避免噪音干擾，是目前較為可靠的現場調試方法。

(二)模擬調試過程

選取某地火力發電廠升壓變電站，應用機械調試和數字化調試方法進行繼電保護系統性能測試。該廠在2015年12月實現變電站智能化改造，繼電保護配置方式為集中配置，控制端集中管理6處繼電保護裝置，應用狀況較為良好。由于工作環境特殊，設備老化速度較快，2018年4月擬定更換新一批設備，并在完成更換后應用機械調試和數字化調試進行現場調試。

調試共進行2輪，第一輪為機械調試，共進行15次實驗，分別為常規負載實驗、過電流實驗、低電壓實驗，三類實驗各5次，判斷系統反應速度和準確率。第二輪為數字化調試，共進行15次實驗，分別為常規負載實驗、過電流實驗、低電壓實驗，三類實驗各5次，對系統反應速度和準確率進行記錄。

(三)調試結果與分析

結果上看，機械調試和數字化調試后，系統都能較準確、快速的做出保護反應，但數字化調試下，結果更為優越。兩組實驗的對比情況如表l所示。

結合實驗結果，可知機械調試組和數字化調試組都能很好的完成調試任務，但機械調試組面臨來自磁場、噪音干擾和誤差的影響，因此反應時間上略長于數字化調試組，兩組平均反應時間分別為1.23( +0.06)s、0.69(±0.04)s。現代數字化變電站工作責任較大，應在條件允許的情況下盡可能提升其安全性，因此，在后續工作中可對變電站繼電保護的數字化調試方法加以推廣。

三、總結

通過分析數寧化變電站繼電保護配置及其現場調試，了解了相關理論。數字化變電站是傳統變電站的一種強化，其各項功能也更為完善，就繼電保護配置而言，可選集中配置、分散配置、雙重配置等方式，調試包括機械調試和數字化調試兩種方法。模擬實驗表明，數字化變電站繼電保護功能較為理想、數字化調試方法反應速度更快。后續工作中，各地可加強變電站的數字化建設和調試，優化其功能，確保變電站發揮應有作用。

參考文獻：

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[2]李孝汾.數字化變電站繼電保護優化配置研究[J].中小企業管理與科技(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。