數(shù)字化變電站繼電保護配置及其現(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功能在原有基礎(chǔ)上進一步提升。基于此，本文以數(shù)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(chǔ)，結(jié)合實驗論述數(shù)字化變電站繼電保護現(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;集中配置;數(shù)字化調(diào)試

繼電保護是對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測，從而發(fā)出報警信號，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、財產(chǎn)損失甚至人員傷亡，繼電保護的出現(xiàn)較好的應(yīng)對了該問題，數(shù)字化變電站中，繼電保護的能力更為突出，分析其配置和調(diào)試有一定的現(xiàn)實意義。

一、數(shù)字化變電站繼電保護配置

(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)實現(xiàn)集中配置。如某發(fā)電廠內(nèi)建有大型升壓變電站，負責(zé)將電壓升高、輸入配電網(wǎng)中，為保證工作的有效性，應(yīng)用繼電保護裝置進行保護，此前的保護裝置配置于變電站與電力網(wǎng)絡(luò)連接的各個位置，管理難度大，進行數(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(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(shè)定默認程序，如110kV、38kV線路常規(guī)工作下的電壓、電流情況等，作為保護的標(biāo)準，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(shù)字化變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試

(一)測試方法

數(shù)字化變電站繼電保護現(xiàn)場調(diào)試的方法，一般包括機械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試兩種。機械調(diào)試也被稱為設(shè)備調(diào)試，足對傳統(tǒng)調(diào)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(shù)字轉(zhuǎn)化和分析。如某變電站常規(guī)工作的電壓標(biāo)準應(yīng)為100kV，在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)其電壓值為99.8kV，繼電保護裝置未發(fā)出警報，表明系統(tǒng)存在問題，可分析原因，進行調(diào)試，直到系統(tǒng)可能在異常條件下發(fā)出警報，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，很可能影響信號的強度、帶來噪音，因此所獲結(jié)果的誤差也較大，需要進行多次測試、調(diào)試才能獲取可信結(jié)果。

數(shù)字化調(diào)試是對傳統(tǒng)方式的進一步優(yōu)化，其調(diào)試原理是標(biāo)準化的工作模型。在數(shù)字化變電站中，大部分工作可以在智能系統(tǒng)支持下白主進行，這意味著繼電保護工作同樣流程化進行，在常規(guī)模式下其j二作對象——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)，建立一個標(biāo)準的工作模型，輸入智能系統(tǒng)中，調(diào)試工作以模型為中心開展，對繼電保護系統(tǒng)當(dāng)前工作的各個參數(shù)進行收集，對比其與標(biāo)準模式之間的差值，如果差值在標(biāo)準范圍外、系統(tǒng)無動作，可知繼電保護無效，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)用機械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試方法進行繼電保護系統(tǒng)性能測試。該廠在2015年12月實現(xiàn)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(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)用機械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試進行現(xiàn)場調(diào)試。

調(diào)試共進行2輪，第一輪為機械調(diào)試，共進行15次實驗，分別為常規(guī)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(tǒng)反應(yīng)速度和準確率。第二輪為數(shù)字化調(diào)試，共進行15次實驗，分別為常規(guī)負載實驗、過電流實驗、低電壓實驗，三類實驗各5次，對系統(tǒng)反應(yīng)速度和準確率進行記錄。

(三)調(diào)試結(jié)果與分析

結(jié)果上看，機械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試后，系統(tǒng)都能較準確、快速的做出保護反應(yīng)，但數(shù)字化調(diào)試下，結(jié)果更為優(yōu)越。兩組實驗的對比情況如表l所示。

結(jié)合實驗結(jié)果，可知機械調(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)時間上略長于數(shù)字化調(diào)試組，兩組平均反應(yīng)時間分別為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)工作中可對變電站繼電保護的數(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(diào)試包括機械調(diào)試和數(shù)字化調(diào)試兩種方法。模擬實驗表明，數(shù)字化變電站繼電保護功能較為理想、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：

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作者簡介：

曹兵(198-)，男，河南駐馬店人，碩士研究生，工程師。