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關(guān)鍵詞 智能變電站；站域后備保護(hù)原理；實(shí)現(xiàn)技術(shù)

中圖分類號(hào)TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）104-0058-02

1 智能變電站概述

智能變電站是未來(lái)變電站發(fā)展的主要趨勢(shì)，通過(guò)應(yīng)用可靠、集成、先進(jìn)、環(huán)保、低碳的智能設(shè)備，應(yīng)用通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息采集、測(cè)量、控制、計(jì)量、監(jiān)測(cè)等功能的自動(dòng)化，支持實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、在線分析決策、協(xié)調(diào)互動(dòng)、智能協(xié)調(diào)等功能的變電站。智能變電站在科技高度發(fā)展的成果，具備著信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化、全站信息數(shù)字化以及通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化等特征。

2 傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)配置及其問(wèn)題

在傳統(tǒng)變電站運(yùn)行中，為滿足系統(tǒng)及其設(shè)備運(yùn)行的要求，多應(yīng)用獨(dú)立、雙重主保護(hù)加后備保護(hù)的配置形式。雙重主保護(hù)建立于電流差動(dòng)原理基礎(chǔ)上，具備較好的選擇性及速動(dòng)性，一旦出現(xiàn)區(qū)域故障，可以快速準(zhǔn)確地切除區(qū)域故障。當(dāng)主保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)后備保護(hù)進(jìn)行區(qū)域故障切除。后備保護(hù)多是采取的是零序過(guò)流保護(hù)原理，為保證后備保護(hù)的選擇性，需要結(jié)合動(dòng)作時(shí)限、定值整定等配合，在保證選擇性的同時(shí)，會(huì)犧牲后備保護(hù)的速動(dòng)性。雖然這種配置方式存在著一定優(yōu)勢(shì)，但其動(dòng)作延時(shí)性的存在，容易對(duì)電網(wǎng)造成極大損害。

3智能變電站站域后備保護(hù)原理

當(dāng)前，對(duì)站域后備保護(hù)仍沒(méi)有具體明確的定義，一般來(lái)講，智能變電站站域后備保護(hù)是建立于智能變電站非電量、開(kāi)關(guān)量及模擬量數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，對(duì)變電站系統(tǒng)及其設(shè)備中存在的故障進(jìn)行精確、快速、可靠定位，并實(shí)現(xiàn)故障切除的一種繼電保護(hù)方式。在本文中，提出建立于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)。

電流差動(dòng)原理具備動(dòng)作速度快、選擇性完全、選相能力突出等優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于變電站主保護(hù)之中。差動(dòng)保護(hù)在應(yīng)用過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)電流的不間斷測(cè)量，如出現(xiàn)不平衡差動(dòng)電流，可以快速發(fā)現(xiàn)，并執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)前，差動(dòng)保護(hù)原理僅僅應(yīng)用于主保護(hù)中，在后備保護(hù)領(lǐng)域中卻一直缺乏實(shí)際研究與應(yīng)用。本文提出將電流差動(dòng)原理應(yīng)用于智能變電站站域后備保護(hù)之中。

站域后備保護(hù)基本原理：

在電流差動(dòng)原理應(yīng)用范圍不同的基礎(chǔ)上，將整個(gè)站域后備保護(hù)區(qū)域分為邊界差動(dòng)區(qū)、站內(nèi)差動(dòng)區(qū)、元件差動(dòng)區(qū)及搜尋差動(dòng)區(qū)四個(gè)差動(dòng)區(qū)。在四個(gè)差動(dòng)區(qū)中，搜索差動(dòng)區(qū)范圍在故障定位過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化，而邊界差動(dòng)區(qū)、站內(nèi)差動(dòng)區(qū)、元件差動(dòng)區(qū)則相對(duì)較為穩(wěn)定，基本不會(huì)發(fā)生改變。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，站域后備保護(hù)在四個(gè)差動(dòng)區(qū)之中，存在著以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，不管智能變電站站域后備保護(hù)區(qū)域中如何出現(xiàn)故障問(wèn)題，其邊界差動(dòng)區(qū)總會(huì)存在差電流，如在正常運(yùn)行過(guò)程中，或故障出現(xiàn)于保護(hù)范圍之外，則邊界差動(dòng)區(qū)不會(huì)出現(xiàn)差電流，由此，可以將邊界差動(dòng)區(qū)是否出現(xiàn)差電流作為啟動(dòng)判據(jù)；第二，在變電站出現(xiàn)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，站內(nèi)差動(dòng)區(qū)不會(huì)出現(xiàn)差電流，邊界差動(dòng)區(qū)則會(huì)出現(xiàn)差電流，可以將此作為判斷故障為出現(xiàn)故障及內(nèi)部故障的依據(jù)；第三，在搜尋差動(dòng)區(qū)中包含故障元件后，會(huì)出現(xiàn)差電流，正常元件不會(huì)出現(xiàn)差電流，由此，作為故障元件判斷的依據(jù)。

根據(jù)不同類型差動(dòng)區(qū)中存在的特征，可以通過(guò)智能變電站站域后備保護(hù)原理對(duì)故障元件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并配合主保護(hù)動(dòng)作，當(dāng)主保護(hù)電斷路器失靈或主保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)跳閘區(qū)域擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)站域后備保護(hù)。

4 智能變電站站域后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)

智能變電站站域后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)在智能電網(wǎng)實(shí)踐中具有十分重要的意義。為保證智能變電站站域后備保護(hù)裝置設(shè)計(jì)能夠滿足智能變電站建設(shè)的要求，需要結(jié)合硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)、嵌入式軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、電磁兼容性技術(shù)、機(jī)電保護(hù)集成設(shè)計(jì)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。

4.1智能變電站站域后備保護(hù)裝置硬件設(shè)計(jì)

在智能變電站后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)研究中，決定在其硬件平臺(tái)中采取CPU與DSP相結(jié)合的雙處理器架構(gòu)，選擇大容量FLASH、DDR2-RAM，大容量FRAM存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)處理模塊為DSP，綜合處理模塊為FPGA，應(yīng)用雙口RAM，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收與發(fā)送等功能。

4.2智能變電站站域后備保護(hù)裝置軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行智能變電站站域后備保護(hù)裝置軟件總體架構(gòu)設(shè)計(jì)中，其軟件總體架構(gòu)主要包括應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、支持包設(shè)計(jì)。在站域后備保護(hù)裝置中，硬件驅(qū)動(dòng)程序允許直接對(duì)外部存儲(chǔ)器、硬件寄存器、定時(shí)器等訪問(wèn)。在軟件設(shè)計(jì)中，實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)介于應(yīng)用軟件及硬件部分之間，其上層為應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件提供服務(wù)成程序訪問(wèn)接口函數(shù)。多任務(wù)操作系統(tǒng)，主要承擔(dān)著任務(wù)管理、內(nèi)存管理、調(diào)度等功能，可以建立文件系統(tǒng)，存儲(chǔ)智能變電站站域后備保護(hù)裝置信息模型文件。

建立電流差動(dòng)原理的智能變電站站域后備保護(hù)，在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，需要實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在智能變電站站域后備保護(hù)通信系統(tǒng)中，主要包括兩個(gè)部分，分別為該變電站中內(nèi)部過(guò)程層通信網(wǎng)絡(luò)及輸電線路對(duì)端變電站采樣值通信網(wǎng)絡(luò)。選擇IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)程層通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，選擇1G以太網(wǎng)交換機(jī)作為采樣值進(jìn)行采樣值網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的完善，是保證站域后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

5結(jié)論

智能變電站屬于未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在傳統(tǒng)變電中多應(yīng)用階梯式后備保護(hù)方式，其后備保護(hù)存在著動(dòng)作延時(shí)長(zhǎng)、整頓配合困難等問(wèn)題。為滿足智能變電站發(fā)展的要求，需要研究新型的智能變電站站域后備保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本文提出建立電流差動(dòng)站域后備保護(hù)原理，對(duì)電流差動(dòng)站域后備保護(hù)原理進(jìn)行了分析。通過(guò)電流差動(dòng)站域后備保護(hù)原理裝置硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)智能變電站站域后備保護(hù)原理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了初步研究。實(shí)踐證明，電流差動(dòng)站域后備保護(hù)原理效果良好，應(yīng)進(jìn)一步深化研究并推廣。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵字：智能；繼電保護(hù)；變電站

中圖分類號(hào)：TM58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言：

智能變電站是采用可靠、先進(jìn)、環(huán)保以及集成的智能設(shè)備，以全站通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、信息數(shù)字化為基本要求，自動(dòng)完成信息測(cè)量、控制、保護(hù)、采集、檢測(cè)和計(jì)量等基本功能，同時(shí)，具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)智能調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制、協(xié)同互動(dòng)和在線分析決策等高級(jí)功能的變電站。

電力是當(dāng)前社會(huì)不斷發(fā)展的原動(dòng)力，對(duì)提升人民生活質(zhì)量和國(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展當(dāng)中，電力發(fā)揮了至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代化的電力系統(tǒng)的組成部分包括有運(yùn)輸電能、產(chǎn)生電能、分配電能和使用電能等這幾個(gè)階段。繼電保護(hù)是會(huì)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展，兩者之間對(duì)運(yùn)行的可靠性有著非常緊密的聯(lián)系。

1、繼電保護(hù)組成及工作原理

1.1繼電器的組成和原理

雖然繼電保護(hù)有著很多的種類，但大部分的都是由邏輯模塊、執(zhí)行模塊、測(cè)量模塊組成的。測(cè)量模塊是對(duì)保護(hù)對(duì)象相關(guān)運(yùn)行的特征信號(hào)進(jìn)行采集，測(cè)量信號(hào)的獲得需要同給定的整定值對(duì)比，輸入信號(hào)是來(lái)自電力傳輸系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象的信號(hào)，把相比較的結(jié)果送到邏輯模塊。邏輯模塊的比較值的大小是要依據(jù)測(cè)量模塊輸出、通過(guò)多種參數(shù)的相互組合，對(duì)邏輯進(jìn)行運(yùn)算，決定的主要依據(jù)所計(jì)算出的邏輯值。當(dāng)邏輯值為1時(shí)，激勵(lì)動(dòng)作的信號(hào)會(huì)傳達(dá)到執(zhí)行模塊中，這時(shí)，執(zhí)行模塊會(huì)在規(guī)定的時(shí)刻延時(shí)或馬上掉電或者執(zhí)行警報(bào)的命令。

1.2繼電器的分類

(1)繼電器按結(jié)構(gòu)型式分類，目前主要有感應(yīng)型、整流型、電磁型和靜態(tài)型。

(2)繼電器按在繼電保護(hù)中的作用，可以分為輔助繼電器以及測(cè)量繼電器這兩大類。改進(jìn)和完善保護(hù)是要靠輔助繼電器去實(shí)現(xiàn)，根據(jù)其不同的作用，可以劃分為信號(hào)繼電器、事件繼電器和中間繼電器等。電氣量是否變化會(huì)由測(cè)量繼電器直接反映出來(lái)，按所反應(yīng)電氣量的不同，還可以分為功率方向繼電器、電流繼電器、正序負(fù)序零序繼電器、電壓繼電器、阻抗繼電器、差動(dòng)繼電器和頻率繼電器等幾類。

2、對(duì)繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)信息及保護(hù)原理的影響

站在信息鏈的角度上，同過(guò)去的變電站自動(dòng)化技術(shù)比較，給繼電保護(hù)帶來(lái)的影響大體上有三個(gè)方面：

2.1 二次電纜硬連接被二次信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸給取代，發(fā)生了變化在傳輸繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的方式。

由網(wǎng)絡(luò)化傳輸帶來(lái)的保護(hù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與可靠性備受關(guān)注，在處理極小概率的數(shù)據(jù)誤碼、丟包、延遲等問(wèn)題給繼電保護(hù)的算法與原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制帶來(lái)了新的研究課題。

（2）不同間隔設(shè)備的信息共享要靠二次信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸為其奠定基礎(chǔ)，使得可以為跨站集中和跨站集中保護(hù)跨站集中的實(shí)現(xiàn)提供肯能性，為實(shí)現(xiàn)更為靈活、簡(jiǎn)便的跨間隔保護(hù)提供基礎(chǔ)，還能夠產(chǎn)生新的實(shí)現(xiàn)方式和新的保護(hù)原理。

2.2電磁式互感器被電子式互感器所取代，源數(shù)據(jù)性質(zhì)的繼電保護(hù)發(fā)生改變。

電子式互感器頻帶寬度、響應(yīng)速度、在線性度等這些方面有利于產(chǎn)生新算法以及新原理的繼電保護(hù)。

（2）重新優(yōu)化和評(píng)估過(guò)去落后的以電磁互感器傳變特性設(shè)計(jì)的算法，要深入評(píng)估傳統(tǒng)的就地?cái)?shù)字化電子式互感器采樣帶來(lái)的數(shù)據(jù)延遲、同步等新問(wèn)題。

2.3 在IEC61850的二次信息的基礎(chǔ)上統(tǒng)一建模，利用和處理繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的方式出現(xiàn)了改變。

（1）大量的信息挖掘、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及保護(hù)功能組態(tài)和動(dòng)態(tài)遷移，雙重化以及(后備)保護(hù)配置等都會(huì)在給將帶繼電保護(hù)帶來(lái)新的原理和組織形態(tài)。

（2）推廣IEC61850的應(yīng)用范圍，把各個(gè)設(shè)備之間的互通、互聯(lián)、互換、互操作都實(shí)現(xiàn)了，為IED設(shè)備以及應(yīng)用同二次信息分離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)了唯一性的數(shù)據(jù)源，并為之提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3、智能變電站技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)的運(yùn)行、調(diào)試與設(shè)計(jì)的影響

站在全生命周期鏈條的角度上調(diào)試、運(yùn)維、設(shè)計(jì)、智能變電站的，同之前的傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化技術(shù)作比較，繼電保護(hù)應(yīng)用智能變電站技術(shù)會(huì)帶來(lái)主要有以下四點(diǎn)的影響：

3.1基于IEC61850的統(tǒng)一建模，使得建模一體化變電站的所有設(shè)備(集中體現(xiàn)為IED設(shè)備的CID文件以及變電站的SCD文件)，若是要出現(xiàn)變更設(shè)備、擴(kuò)建變電站等需求時(shí)，目前所有已投運(yùn)的智能變電都會(huì)在如何對(duì)CID文件和SCD文件進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改的以及配置出現(xiàn)問(wèn)題產(chǎn)生困難。

3.2智能變電站的繼電保護(hù)的運(yùn)行模式和構(gòu)成形態(tài)產(chǎn)生了巨大的轉(zhuǎn)變，繼電保護(hù)的項(xiàng)目、周期、測(cè)試方法等研究與編制繼電保護(hù)運(yùn)維技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的相當(dāng)?shù)穆浜蟆?/p>

3.3通過(guò)二次信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)的二次回路，為檢修繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)提供可能性。

3.4當(dāng)前智能變電站技術(shù)同IEC61850還是處于在發(fā)展變化的階段中，因?yàn)闆](méi)有很好的去理解IEC61850使之出現(xiàn)了差異性，還有著不規(guī)范性的擴(kuò)展定義，調(diào)試、設(shè)計(jì)和運(yùn)維智能變電站面臨著困難，而且繼電保護(hù)專業(yè)還是這方面的難點(diǎn)以及重點(diǎn)?，F(xiàn)在很多的智能變電站試點(diǎn)都得靠業(yè)主、集成商、設(shè)計(jì)院、調(diào)試單位、設(shè)備廠家進(jìn)行反復(fù)的協(xié)調(diào)與實(shí)驗(yàn)，然后不斷的把所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行修改。而投入運(yùn)行變電站以后，大多數(shù)情況下運(yùn)行單位會(huì)很難擺脫對(duì)廠家和調(diào)試單位的依賴，這也會(huì)為安全運(yùn)行電力系統(tǒng)的埋下隱患。這種“試點(diǎn)工程”的運(yùn)行模式和建設(shè)，也會(huì)使得智能變電站的大面積推廣受到阻礙。

4、對(duì)繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制與架構(gòu)體系的影響

站在繼電保護(hù)架構(gòu)體系、實(shí)現(xiàn)機(jī)制的角度去看，把它同傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)比，以下四個(gè)方面主要體現(xiàn)了智能變電站技術(shù)給繼電保護(hù)帶來(lái)的影響：

4.1網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交換以及交換機(jī)的智能化打破了不可測(cè)控二次回路的難關(guān)

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)新引入了過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)這個(gè)新的概念，是特有的網(wǎng)絡(luò)智能變電站，沖出了不可測(cè)不可控傳統(tǒng)二次電纜回路的困難，對(duì)繼電保護(hù)可靠性產(chǎn)生了巨大的影響大。通過(guò)對(duì)交換機(jī)的IED化、智能化，可測(cè)、可預(yù)警、可控控制過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，可以可靠及時(shí)的對(duì)繼電保護(hù)實(shí)時(shí)掌握數(shù)據(jù)以及二次網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行掌握，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)采取積極相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，把智能變電站繼電保護(hù)的水平以及可靠性大大的提高。

4.2網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交換打破了過(guò)去的繼電保護(hù)的模式

保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)信息不再同保護(hù)對(duì)象綁定，為動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)調(diào)用、與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)面向不同保護(hù)功能應(yīng)用以及統(tǒng)一不同二次系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理實(shí)現(xiàn)有著極為大的可能性，相當(dāng)大的程度上減小了規(guī)約復(fù)雜性的要求同IED設(shè)備的交互，實(shí)現(xiàn)廣域的跨站及組態(tài)、以及遷移保護(hù)功能為信息交換平臺(tái)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。

4.3不同二次系統(tǒng)專業(yè)壁壘被過(guò)程層統(tǒng)一采樣打破

傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化各子系統(tǒng)的功能重復(fù)配置，缺乏整體優(yōu)化協(xié)調(diào)裝置間，擴(kuò)展系統(tǒng)復(fù)雜，各二次系統(tǒng)之間存在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)冗余等許多問(wèn)題，形成了各二次系統(tǒng)之間的專業(yè)壁辛。而智能變電站技術(shù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集保證了數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一，為打破二次專業(yè)壁壘給不同二次系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)集成提供可能，為架構(gòu)體系和建立以繼電保護(hù)為核心的二次專業(yè)新機(jī)制提供機(jī)會(huì)。

4.4突破了傳統(tǒng)的對(duì)等信息交互繼電保護(hù)運(yùn)行管理模式

傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置可以在實(shí)現(xiàn)了基本的保護(hù)功能的情況下還要擔(dān)負(fù)起像定值的管理運(yùn)行功能。

目前繼電保護(hù)昔理信息系統(tǒng)得靠相應(yīng)的保護(hù)裝置獲得要保護(hù)對(duì)象的信息，這就會(huì)產(chǎn)生一連貫的信息孤島，無(wú)法較為便捷快速的收集信息。但是P2P的信息卻為智能變電站技術(shù)提供了很多的交互模式，保護(hù)裝置不在同保護(hù)對(duì)象的信息相互捆綁，為了更高層次、更大程度的實(shí)現(xiàn)信息的共享就必須建立一個(gè)新架構(gòu)的變電站統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心，為其提供保障。

5、結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)就是智能變電站，通過(guò)上面的闡述，我認(rèn)為變電站應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)完整的智能變電體系，不斷地總結(jié)汲取經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的特征應(yīng)用好新的技術(shù)以及材料，確保繼電保護(hù)能夠更好的朝著科學(xué)、正確的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王增平.姜憲國(guó).張執(zhí)超.張晉芳.劉國(guó)平.智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護(hù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2013(02)

篇3

[關(guān)鍵詞]繼電保護(hù)；可靠性；系統(tǒng)維護(hù)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0320-01

在當(dāng)前設(shè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，技術(shù)水平不斷提高的背景下，電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率在持續(xù)提高，整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出了“大機(jī)組、大容量、智能化、高電壓”的整體發(fā)展趨勢(shì)與特點(diǎn)，增加了電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的復(fù)雜性和不確定性。同時(shí)，隨著大規(guī)模新能源電力的接入，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)構(gòu)成以及電網(wǎng)的地域分布等都日趨多樣化，電網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)性開(kāi)始進(jìn)一步顯現(xiàn)，這些因素都將直接影響電力系統(tǒng)二次自動(dòng)裝置及設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)現(xiàn)階段水平來(lái)講，隨著電力系統(tǒng)二次自動(dòng)裝置及設(shè)備的持續(xù)提高，對(duì)保護(hù)系統(tǒng)可靠性的技術(shù)要求在不斷提高，需要逐步進(jìn)行完善。因此，探討提高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性及運(yùn)營(yíng)水平顯得尤為重要。

1、提高變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的重要作用

當(dāng)前，大型的變電站都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，為了保證供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保數(shù)字化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體可靠性就顯得尤為重要。當(dāng)前，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題主要包括繼電保護(hù)定值單不全、編號(hào)不統(tǒng)一、簽字不完善以及運(yùn)行方式不一致等，在維修保護(hù)過(guò)程中需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的整改。在系統(tǒng)可靠性專項(xiàng)整治工作當(dāng)中，供電企業(yè)的調(diào)度中心、運(yùn)行中心等各個(gè)部門(mén)要相互協(xié)調(diào)，通過(guò)互相監(jiān)督的方式使得可靠性安全管理工作得以有序進(jìn)行。同時(shí)在安全管理工作中獲得更豐富的經(jīng)驗(yàn)，為保證變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的整體水平提供更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

2、影響變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的主要因素

2.1 系統(tǒng)硬件因素

繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件裝置是確保系統(tǒng)能夠在規(guī)定的條件下完成特定功能的相關(guān)設(shè)備，是一系列由電子設(shè)備及軟件構(gòu)成的整體，例如微機(jī)保護(hù)裝置等。雖然這些系統(tǒng)能夠?qū)ξC(jī)進(jìn)行保護(hù)，但是由于其同時(shí)還具有輸入、輸出接口，因此會(huì)導(dǎo)致新的可靠性問(wèn)題，另外硬件裝置的可靠性與其實(shí)際 運(yùn)行環(huán)境還存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，在實(shí)際的可靠性維護(hù)過(guò)程中需要予以注意。

2.2 系統(tǒng)軟件因素

系統(tǒng)硬件裝置是保證平臺(tái)系統(tǒng)功能得以實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而軟件系統(tǒng)則是通過(guò)預(yù)先設(shè)定的算法，發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)的核心功能。通常，軟件的可靠性主要體現(xiàn)在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、輸入輸出及軟件的功能原理等各個(gè)方面，而不能夠完全依據(jù)物理原理進(jìn)行判定。所以，變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件的可靠性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性具有重要影響。

2.3 二次回路因素

系統(tǒng)二次回路絕緣老化、線路而使得電子元器件接觸不良等，都會(huì)造成系統(tǒng)二次回路問(wèn)題，從而對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生不利影響。在監(jiān)控過(guò)程中，當(dāng)變電站交換機(jī)出現(xiàn)了斷鏈等問(wèn)題時(shí)，保護(hù)裝置將自動(dòng)接到對(duì)應(yīng)的報(bào)文，并及時(shí)的進(jìn)行告警。這就給保護(hù)裝置以及斷路器之間形成了一個(gè)斷鏈警告，從而避免二次回路問(wèn)題，給可靠性的保護(hù)提供技術(shù)支持。

2.4 繼電保護(hù)定值

在常規(guī)的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)計(jì)算離線定值，從而通過(guò)確保定值不變而維持系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。但是，電力系統(tǒng)在發(fā)展的過(guò)程中，不同類型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻恢绷骰旌线\(yùn)行，使得繼電保護(hù)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，這對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響日益突出，而且弊端也更加明顯。尤其是當(dāng)前分布式電源接入后，出現(xiàn)了雙向潮流等新的特性，這對(duì)保護(hù)定值的保護(hù)設(shè)置提出了更高的要求。

3、提高變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的相關(guān)技術(shù)措施

3.1 變電站繼電保護(hù)的良好配置

電力系統(tǒng)當(dāng)中，配電線路的電壓是恒定的，即使當(dāng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，也會(huì)給配電系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)較大的影響。在當(dāng)前智能數(shù)字變電站改造完成之后，變電站對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)控的主要設(shè)備是變壓器，因此同時(shí)也是提高配電保護(hù)的重要裝置。在通過(guò)變壓器進(jìn)行配電保護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)該通過(guò)分步的方式進(jìn)行綜合配置，確保變壓器可以實(shí)現(xiàn)良好的差動(dòng)繼電保護(hù)。在實(shí)際的后備保護(hù)時(shí)，則通過(guò)集中配置的方式進(jìn)行設(shè)置，并結(jié)合獨(dú)立安裝技術(shù)對(duì)非電量進(jìn)行繼電保護(hù)，保證電纜與斷路器連通之后能夠達(dá)到繼電保護(hù)的目的，提高繼電保護(hù)的整體可靠性。

3.2 采取電壓限定延時(shí)方式測(cè)量電流量

當(dāng)智能數(shù)字變電站的電力系統(tǒng)處于持續(xù)高效運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在電流因素的持續(xù)影響之下，通常會(huì)因?yàn)橥獠慷搪范霈F(xiàn)故障，使得繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體可靠性下降。這主要是因?yàn)橥獠慷搪肥沟镁€路中出現(xiàn)過(guò)流現(xiàn)象，出現(xiàn)了過(guò)負(fù)荷電流，從而使得變電站系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)提示外部故障而跳閘。為了提高系統(tǒng)的整體可靠性，可以對(duì)變電站中的所有線路電流量使用電壓限定延時(shí)的方法進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)線路中出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷電流時(shí)，則能夠及時(shí)的進(jìn)行告警，并立即執(zhí)行保護(hù)命令，最大程度的保證繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

3.3 落實(shí)線路保護(hù)工作

在變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)中，為了確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體可靠性得到保證，在做好上述相關(guān)工作的同時(shí)，還應(yīng)該切實(shí)加強(qiáng)線路的保護(hù)工作。具體來(lái)講，主要采取如下的措施：使用縱聯(lián)差動(dòng)的方法實(shí)施保護(hù)，常見(jiàn)的線路保護(hù)方式包括集中式、后備式，通過(guò)強(qiáng)化對(duì)內(nèi)部的保護(hù)，不但能夠給系統(tǒng)內(nèi)部的電氣元件提供保護(hù)，同時(shí)還能夠?qū)φ麄€(gè)線路的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量與監(jiān)視，獲得其實(shí)際運(yùn)行情況，為整個(gè)系統(tǒng)配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，更好的保護(hù)機(jī)電系統(tǒng)的可靠性。因此，在智能變電站繼電保護(hù)的過(guò)程中，要保證光纜具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時(shí)盡量將電子裝置擾的可能性降到最低。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳繼巖.數(shù)字化變電站繼電保護(hù)可靠性措施研究[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)， 2014（28）.

篇4

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；繼電保護(hù)裝置；繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)；安全性

前言

數(shù)字化變電站作為一種新型的變電站，主要由電子式互感器和智能開(kāi)關(guān)構(gòu)成，對(duì)人力依賴程度較低。在傳統(tǒng)變電站基礎(chǔ)上，采用數(shù)字化技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息的輸入、輸出、編譯和處理，與傳統(tǒng)變電站相比，數(shù)字化變電站不僅自動(dòng)化程度較高，而且能夠快速實(shí)現(xiàn)對(duì)信息進(jìn)行處理，信息重復(fù)性錄入情況較少。而且信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)后，能夠有效的提高測(cè)量的精度，計(jì)算速度更快捷。由于數(shù)字化變電站具有較多的優(yōu)勢(shì)，因此需要努力提高繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)水平，確保數(shù)字化變電站能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)

1.1 主從處理器多接口處理

相較于傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置，數(shù)字化保護(hù)裝置主CPU和從CPU在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)通過(guò)雙端口RAM進(jìn)行，而且主CPU上有光接收單元接口和開(kāi)入單元接口，而在從CPU上具有人機(jī)接口和通信接口，傳統(tǒng)的模擬量被光纖信號(hào)所取代，開(kāi)入量進(jìn)入主CPU進(jìn)行處理。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行比較，其主從處理器多接口分流處理，有效的提高數(shù)據(jù)處理速度，而且數(shù)據(jù)累贅率得以降低。

1.2 繼電保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)功能

數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)裝置具有多接口及主從處理器，這也使其結(jié)構(gòu)更具網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)，各種數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過(guò)總線處理，在CPU處理器處理計(jì)算后，數(shù)據(jù)即能夠傳輸?shù)较鄳?yīng)的接口，這對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行效率的提高起到非常重要的作用，而且形成了網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)功能。

1.3 通用間隔裝置

相較于傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置需要保證程序處理、通信和電源等方面的功能正常實(shí)現(xiàn)，因此需要進(jìn)行通用間隔裝置設(shè)計(jì)，利用間隔層來(lái)有效的保證這些功能的實(shí)現(xiàn)，保證變電站正常的運(yùn)行，而且通過(guò)設(shè)計(jì)通用間隔裝置后，也能夠有效的降低數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置維護(hù)的難度。

2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的調(diào)試技術(shù)

2.1 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的調(diào)試階段

2.1.1 單體調(diào)試

近年來(lái)我國(guó)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)取得了較快的發(fā)展，但當(dāng)前變電站繼電保護(hù)裝置無(wú)論是研發(fā)水平還是制造水平還處于不斷完善的階段，裝置在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)還存在許多不足之處，許多時(shí)候存在著無(wú)法對(duì)硬件進(jìn)行更換及修改程序等情況，這就需要在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行調(diào)試時(shí)需要與生產(chǎn)廠家聯(lián)合進(jìn)行。而且在調(diào)試過(guò)程中，調(diào)試人員需要重視繼電保護(hù)裝置的完整性，保證現(xiàn)場(chǎng)的繼電保護(hù)裝置能夠正常運(yùn)行。另外，單體調(diào)試過(guò)程中需要調(diào)試的項(xiàng)目較多，需要針對(duì)不同的項(xiàng)目進(jìn)行一一調(diào)試，保證繼電保護(hù)裝置能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.1.2 單間隔調(diào)試

在對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中，調(diào)試工作直接受智能終端、保護(hù)裝置以及測(cè)控裝置三者之間的通信情況影響，為了確保三者之間保持良好的通信狀態(tài)，需要對(duì)單間隔進(jìn)行調(diào)試，并做好上行和下行報(bào)文的監(jiān)控工作。在具體調(diào)試過(guò)程中，可以任意選擇一個(gè)測(cè)控裝置和兩個(gè)測(cè)控裝置分別在滿足五防閉鎖條件下及違反五防閉鎖條件進(jìn)行相關(guān)操作，從而實(shí)現(xiàn)間隔防誤閉鎖功能。

2.1.3 整組聯(lián)調(diào)

在整組聯(lián)調(diào)測(cè)試過(guò)程中，主要是檢測(cè)GOOSE網(wǎng)、測(cè)試保護(hù)邏輯功能和遙控功能，而這其中以檢測(cè)GOOSE網(wǎng)作為聯(lián)調(diào)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在調(diào)聯(lián)GOOSE測(cè)試時(shí)主要包括GOOSE的報(bào)文測(cè)試、GOOSE的是否正確；GOOSE的訂閱是否正確并相對(duì)應(yīng)；將GOOSE的參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，檢查一下看被測(cè)裝置是否能夠及時(shí)有效處理；檢查GOOSE斷鏈?zhǔn)欠衲軌蛘Ｉ蠄?bào)；檢查GOOSE的發(fā)送策略，比如發(fā)送間隔和發(fā)送序號(hào)是否符合標(biāo)準(zhǔn)；裝置固定以后，GOOSE的報(bào)文當(dāng)前的數(shù)據(jù)是正確發(fā)送的，并且沒(méi)有遺漏。

2.2 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的調(diào)試方法

數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的測(cè)試方法不僅改善了傳統(tǒng)變電站存在的不足，還在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上取得了突破發(fā)展。數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的測(cè)試分為采用傳統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)試儀和采用數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀兩種方法。對(duì)于采用傳統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)試儀，其原理是在電流互感器和電壓互感器模擬器中加載傳統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)試儀所輸出的電流和電壓，通過(guò)電流互感器和電壓互感器模擬器來(lái)把電壓和電流的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成特殊的數(shù)字光信號(hào)。再把這些數(shù)字光信號(hào)送到合并單元中，并通過(guò)SMV交換機(jī)最終取得保護(hù)設(shè)備的作用。對(duì)于采用數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀，其原理是直接輸出數(shù)字化的電壓量、電流量和開(kāi)入量。同時(shí)讀取出GOOSE出口報(bào)文測(cè)量保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，直接起到保護(hù)裝置的作用。相較于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)測(cè)試儀，數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀不僅對(duì)測(cè)試流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，而且設(shè)備的測(cè)試效率有了大幅度的提升，并進(jìn)一步精_了測(cè)試結(jié)果，可以說(shuō)數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀取得了較大的突破，優(yōu)勢(shì)十分明顯。

3 繼電保護(hù)技術(shù)在數(shù)字化變電站中面臨的新形勢(shì)

3.1 繼電保護(hù)性能加強(qiáng)

變電站在數(shù)字化技術(shù)的操作模式下，在性能方面得以拓展，有利于繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步提升。原有的繼電保護(hù)技術(shù)使用的是模擬信息，會(huì)占用較大的信息存儲(chǔ)空間，并且在數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性以及及時(shí)性方面存在一定的缺陷。而在數(shù)字化操作模式下，會(huì)將原有的模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，極大的縮減了存儲(chǔ)信息所需的空間，存儲(chǔ)能力有顯著的提高。對(duì)于數(shù)據(jù)信息的計(jì)算在準(zhǔn)確性和及時(shí)性方面有了大幅度的提升，能夠及時(shí)的獲取變電站內(nèi)的信息，為繼電保護(hù)技術(shù)的操作提供了更加便捷的條件，從而能夠更加有效的保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在數(shù)字化技術(shù)的操作模式下，對(duì)于變電站中的繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)人工智能奠定了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字化信息處理技術(shù)成本較低，并且性能有所提升，所以在未來(lái)的變電站繼電保護(hù)中會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

3.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)安全性提高

現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響，從而導(dǎo)致可靠性較差，不利于變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。溫濕度變化、雷電天氣、熱源波動(dòng)以及硬件的使用年限等都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性有一定的影響，所以在數(shù)字化變電站運(yùn)行模式下，需要對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性能進(jìn)行提升，在相關(guān)技術(shù)以及管理模式方面有所改善，降低故障的發(fā)生幾率，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，為變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造有利的條件。

3.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)軟件及硬件性能提高

軟硬件的性能直接關(guān)系到繼電保護(hù)裝置功能的發(fā)揮，所以在軟硬件的性能方面要有嚴(yán)格的要求。為了適應(yīng)數(shù)字化變電站發(fā)展的需求，繼電保護(hù)裝置的軟硬件需要具有可擴(kuò)展的性能，能夠適應(yīng)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展需求，這是數(shù)字化變電站未來(lái)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的各項(xiàng)技術(shù)還不十分成熟，在具體應(yīng)用過(guò)程中還存在一些問(wèn)題需要解決，因此需要重視繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)的研究力度，并進(jìn)一步探索新技術(shù)，進(jìn)一步對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行完善，加快推動(dòng)變電站信息化建設(shè)的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

篇5

[關(guān)鍵詞]智能變電站；繼電保護(hù)；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；故障診斷

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）22-0104-01

引言

近年來(lái)，智能變電站的工程建設(shè)越來(lái)越快，為繼電保護(hù)系統(tǒng)的狀態(tài)檢修和智能診斷奠定了基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)變電站中不能進(jìn)行二次電纜在線檢測(cè)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱丝稍诰€檢測(cè)的光纖網(wǎng)絡(luò)，還一定程度上提高了繼電保護(hù)設(shè)備的智能化程度，也極大提升了監(jiān)視裝置關(guān)鍵信息的水平，使繼電保護(hù)系統(tǒng)能更好的進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修任務(wù)。

1 繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)

1.1 功能

智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全站SCD文件管控、繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及定值管理、智能安措、智能分析等所采集到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行診斷告警。信息采集范圍涵蓋合并單元、保護(hù)裝置、智能終端及構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)的二次聯(lián)接回路等。系統(tǒng)能基于SCD文件以友好直觀的方式將智能變電站保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況反映給變電站運(yùn)維人員和檢修人員，為智能變電站二次系統(tǒng)的日常運(yùn)維、檢修、異常處理及電網(wǎng)事故智能分析提供決策依據(jù)。

1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)由部署在變電站端的繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)和部署在調(diào)度端主站系統(tǒng)的繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊共同完成。變電站端由數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)管理單元組成。數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取過(guò)程層設(shè)備數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)管理單元從數(shù)據(jù)采集單元和間隔層網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷功能，并將診斷信息上送至調(diào)度端。

1.3 功能實(shí)現(xiàn)

繼電保護(hù)SCD模型文件管理系統(tǒng)通過(guò)全站SCD模型文件獲取過(guò)程層虛回路與軟壓板邏輯關(guān)系描述、調(diào)度命名和一二次關(guān)聯(lián)關(guān)系、二次回路虛端子連接、通信參數(shù)、二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲?。?dāng)繼電保護(hù)SCD模型文件變更后，數(shù)據(jù)管理單元通過(guò)裝置過(guò)程層虛端子配置CRC與繼電保護(hù)SCD模型文件相應(yīng)CRC進(jìn)行在線比對(duì)實(shí)現(xiàn)SCD變更提示，并界定SCD變更產(chǎn)生的影響范圍，并將影響范圍定位到IED裝置；繼電保護(hù)及二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)接收合并單元、智能終端、保護(hù)裝置、交換機(jī)上送的信息并進(jìn)行分類管理、存儲(chǔ)；并通過(guò)直接采集過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)報(bào)文實(shí)時(shí)監(jiān)視與分析網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)。根據(jù)裝置的硬件級(jí)告警信息、監(jiān)測(cè)信息及其他巡檢信息對(duì)裝置硬件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)監(jiān)測(cè)信息的統(tǒng)計(jì)變化趨勢(shì)進(jìn)行故障預(yù)警。用于監(jiān)測(cè)預(yù)警的裝置硬件級(jí)信息包括：裝置溫度、裝置電源電壓、裝置過(guò)程層端口發(fā)送/接收光強(qiáng)和光纖縱聯(lián)通道光強(qiáng)、裝置差流，根據(jù)監(jiān)測(cè)信息實(shí)現(xiàn)裝置硬件異常的故障定位。用于故障定位的監(jiān)測(cè)信息包括：裝置光纖接口監(jiān)測(cè)信息、裝置鏈路異常告警信息、裝置報(bào)文。變電站端實(shí)現(xiàn)交流回路、跳閘回路、合閘回路、軟壓板狀態(tài)及功能描述等的圖形化顯示。調(diào)度端實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作邏輯、動(dòng)作時(shí)序、故障量及保護(hù)定值的圖形化顯示。

2 繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)

2.1 明確目標(biāo)

變電站管理中繼電保護(hù)是重中之重，不僅對(duì)于內(nèi)部變電服務(wù)水平有著極大的影響，還有利于各類站點(diǎn)故障防護(hù)，由于繼電保護(hù)運(yùn)行中存在很多故障風(fēng)險(xiǎn)，使得繼電保護(hù)發(fā)揮不出應(yīng)有的保護(hù)功能，對(duì)于查結(jié)果的準(zhǔn)確率造成了極大的影響。繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)要從多方面入手，明確出檢測(cè)目標(biāo)，依據(jù)系統(tǒng)調(diào)度與維護(hù)來(lái)進(jìn)行綜合改造，以保證保護(hù)器能發(fā)揮出安全防御的作用，能做好系統(tǒng)及設(shè)備操控的相關(guān)準(zhǔn)備工作，使由于各種各樣因素導(dǎo)致的突發(fā)性事故能得到極大的降低，構(gòu)建出更為科學(xué)的數(shù)字化平臺(tái)。

2.2 危害分析

要從系統(tǒng)故障發(fā)生率、地區(qū)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行研究工作的開(kāi)展，提出符合區(qū)域戰(zhàn)略指導(dǎo)的新型方案，幫助設(shè)備執(zhí)行安全監(jiān)控體系，實(shí)現(xiàn)了資源規(guī)劃與可持續(xù)發(fā)展。繼電保護(hù)是規(guī)?；冸婓w系的成部分，為各類故障防護(hù)提供了操作平臺(tái)。繼電保護(hù)是故障防護(hù)不可缺少的裝置，承載著各種因素形成的外在壓力。危害分析是為了更好地調(diào)控設(shè)備，保持變電站平臺(tái)運(yùn)行的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了資源利用與改造建設(shè)的可調(diào)度性，這樣才能更好地執(zhí)行數(shù)字化操控平臺(tái)，滿足了區(qū)域規(guī)劃與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 參照標(biāo)準(zhǔn)

按照國(guó)家規(guī)定的變電調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)，必須做好可靠性、安全性、功能性等分析工作，調(diào)節(jié)繼電保護(hù)裝置應(yīng)用的可持續(xù)性，這些都是提高資源利用率的關(guān)鍵。參照標(biāo)準(zhǔn)是為了保證繼電保護(hù)運(yùn)行的穩(wěn)性狀態(tài)，為電力系統(tǒng)規(guī)劃改造提出科學(xué)的指導(dǎo)放心，以免外在控制因素帶來(lái)的諸多風(fēng)險(xiǎn)隱患。例如，在機(jī)電保護(hù)調(diào)試過(guò)程中，考慮狀態(tài)檢修與操作要求，執(zhí)行整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的電力運(yùn)行方案，大大降低了各種設(shè)備運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于高標(biāo)準(zhǔn)變電調(diào)度來(lái)說(shuō)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了資源化利用機(jī)制，體現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)劃與改造的先進(jìn)性。

3 故障診斷原理

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷原理

對(duì)于過(guò)程層GOOSE、SV信號(hào)，當(dāng)接收端設(shè)備在一定時(shí)問(wèn)內(nèi)沒(méi)有收到有效的GOOSE、SV信息時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的告警。例如：當(dāng)繼電保護(hù)裝置SV鏈路異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置無(wú)法獲取正常的接收數(shù)據(jù)，會(huì)通過(guò)站控層MMS上送相應(yīng)的鏈路斷線告警報(bào)文，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置可獲取這些告警報(bào)文。針對(duì)網(wǎng)采、網(wǎng)跳回路，由于各裝置之問(wèn)具有統(tǒng)一的系統(tǒng)觀測(cè)源，可通過(guò)對(duì)比發(fā)送方與多個(gè)接受方之問(wèn)鏈路的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)各裝置上送的鏈路告警報(bào)文即可以定位到相應(yīng)的鏈路異常。針對(duì)直采回路，其與網(wǎng)采的SV端口不同，無(wú)法進(jìn)行鏈路對(duì)比監(jiān)視，因此難以準(zhǔn)確定位到具體的點(diǎn)，同時(shí)綜合其他二次設(shè)備的網(wǎng)采回路情況，給出各種故障點(diǎn)的概率，直跳回路由于無(wú)法獲取其相關(guān)的對(duì)比信息，只能由繼電保護(hù)裝置上送的告警進(jìn)行故障定位。

3.2 交流回路狀態(tài)診斷

對(duì)于二次回路交流量的在線監(jiān)測(cè)，可利用網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置和繼電保護(hù)裝置采集的交流量綜合判斷。智能站普遍采用雙AD采樣，并配備了雙重化的保護(hù)，通過(guò)對(duì)比繼電保護(hù)裝置通過(guò)MMS上送的雙AD采樣值和兩套保護(hù)的采樣值，如果它們之問(wèn)的相對(duì)誤差在闌值范圍之內(nèi)且繼電保護(hù)裝置無(wú)采樣不一致的告警，則認(rèn)為雙AD采樣一致或者兩臺(tái)保護(hù)的交流二次回路狀態(tài)處于正常狀態(tài)；如果相對(duì)誤差超出闌值，同時(shí)繼電保護(hù)裝置未發(fā)出采樣不一致的告警，則判斷至少有一套繼電保護(hù)的交流回路出現(xiàn)異常，并給出繼電保護(hù)裝置所對(duì)應(yīng)的異常二次回路。

結(jié)語(yǔ)

智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷研究項(xiàng)目的開(kāi)展，可最大限度地提高電力設(shè)備的利用率，減少設(shè)備停電時(shí)間，保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也具有重要意義，因此要加大對(duì)監(jiān)測(cè)與故障診斷的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，進(jìn)一步提升系統(tǒng)技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉遠(yuǎn)波，孫月琴，黃太貴，郭明宇，黃勇. 智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，20：148-153.

篇6

關(guān)鍵詞：變電站；繼電保護(hù)；基本原理；瑕疵；完善

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）30-0103-02

在變電站的電力供應(yīng)過(guò)程中，電力系統(tǒng)的檢修和維護(hù)尤為重要，同時(shí)也是為電力系統(tǒng)提供持之以恒供電能力的一個(gè)重要渠道，在檢修和維護(hù)中，繼電保護(hù)則為重中之重，所謂的繼電保護(hù)就是指在研究電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者電力運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，在發(fā)展的過(guò)程中主要用有觸電接觸點(diǎn)的繼電器來(lái)檢修和保護(hù)電力系統(tǒng)以及發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等基本元件，使這些電路設(shè)備免受損害的一種具有針對(duì)性強(qiáng)的電力保護(hù)措施，在這種保護(hù)的基本原理中，用電力設(shè)備中最小的代價(jià)維護(hù)、檢修其中的最大量的元件，達(dá)到檢修成本最小的目的，同時(shí)也是對(duì)高科技元素的一種有效利用。這與我們通常所說(shuō)的電力保護(hù)有所不同，它的基本任務(wù)是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，利用最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)最大區(qū)域內(nèi)的電力保護(hù)，其自動(dòng)將故障設(shè)備從整個(gè)電力系統(tǒng)中切斷或者由智能設(shè)備發(fā)出通報(bào)，使得維修人員迅速發(fā)現(xiàn)故障根源，減輕電路故障引起的危險(xiǎn)。

1 變電站繼電保護(hù)作用與基本組成

2 變電站繼電保護(hù)的現(xiàn)狀及問(wèn)題

首先，人工智能手段的引入。人工智能體系引入繼電保護(hù)過(guò)程中是對(duì)變電站系統(tǒng)管理的一大進(jìn)步。如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN等被廣泛地應(yīng)用于非線性問(wèn)題障礙的排除上，我們知道，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是一種較為典型的離散控制方式，它分布于電路系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，對(duì)于電路的正?；蛘吖收蠣顟B(tài)都能進(jìn)行常態(tài)評(píng)估，這也是進(jìn)行保護(hù)的關(guān)鍵步驟。由于AI的邏輯能力以及邏輯思維的存在，AI已經(jīng)成為在線評(píng)估的重要工具，在現(xiàn)實(shí)的電力系統(tǒng)的應(yīng)用中也表現(xiàn)得越發(fā)頻繁。與此同時(shí)，變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)以及自動(dòng)重合閘保護(hù)等領(lǐng)域也對(duì)此進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。但是在繼電保護(hù)的電力應(yīng)用中，人工智能手段的引入無(wú)疑也存在可靠與否等方面的考驗(yàn)或者說(shuō)存在該方面的弊端，不得不引起電力研究領(lǐng)域的重視。

其次，繼電保護(hù)系統(tǒng)與高科技領(lǐng)域緊密結(jié)合。在電力系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)化的電力保護(hù)技術(shù)也已經(jīng)成為主導(dǎo)，也就是說(shuō)在進(jìn)行電力保護(hù)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，把現(xiàn)有的高科技手段應(yīng)用于電力測(cè)量、控制、保護(hù)以及通信一體化的數(shù)據(jù)傳輸方面，這都對(duì)電力保護(hù)起到了翻天覆地的變化。如數(shù)字變電站內(nèi)光互感器、智能終端、GOOSE、SV等新技術(shù)的應(yīng)用，在變電站內(nèi)的繼電保護(hù)方面應(yīng)用高科技手段，大大減少了電路運(yùn)行的危險(xiǎn)性，使得各個(gè)需要保護(hù)的單元與重合閘裝置在分析和處理數(shù)據(jù)上相互協(xié)調(diào)，達(dá)到匹配，即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化管理，這雖然實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)繼電保護(hù)的基本目的，但是這種技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域還處于初始階段，很多關(guān)鍵技術(shù)還不成熟，不能成為主流，對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引入成為繼電保護(hù)的一大問(wèn)題。

最后，微機(jī)系統(tǒng)在繼電保護(hù)中被大量使用。微機(jī)已經(jīng)在20世紀(jì)開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在變電站內(nèi)的繼電保護(hù)方面也應(yīng)用頻繁。微機(jī)進(jìn)行保護(hù)主要的優(yōu)點(diǎn)在于先進(jìn)的計(jì)算能力和邏輯處理能力，能夠提高繼電保護(hù)的性能，近些年來(lái)，為了強(qiáng)化這種穩(wěn)定性和敏銳性，必然就出現(xiàn)了對(duì)微機(jī)保護(hù)的改進(jìn)措施，但是隨著科技的發(fā)展，電力系統(tǒng)內(nèi)引入微機(jī)保護(hù)的效率應(yīng)該引起重視，如果滯后于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)就無(wú)實(shí)效性可言。

3 完善變電站內(nèi)繼電保護(hù)的基本思路

變電站內(nèi)的小功率機(jī)器的繼電保護(hù)在現(xiàn)階段已經(jīng)引起了足夠的重視，如何實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的長(zhǎng)效性、科學(xué)性，是一個(gè)亟需解決的課題，隨著多年來(lái)的電力維修和保護(hù)的實(shí)踐，總結(jié)出如下幾點(diǎn)繼電保護(hù)的基本思路：

首先，完善繼電保護(hù)的可靠性與速度性。這種可靠主要體現(xiàn)在保護(hù)裝置的可靠性方面，也就是說(shuō)在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置能夠及時(shí)有效地反映出電力所出現(xiàn)的具體問(wèn)題，速度既體現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)故障方面，還體現(xiàn)在維修速度方面，不能夠出現(xiàn)誤差，同時(shí)不能對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作有較大的影響。電力系統(tǒng)是一個(gè)多元素構(gòu)成的有機(jī)整體，機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，并且在適用上各個(gè)元件所體現(xiàn)的價(jià)值壽命是不同的，因此可靠性顯得尤為重要，要對(duì)各種設(shè)備的基本功能進(jìn)行完善修整，實(shí)現(xiàn)操作無(wú)誤差。

其次，繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性與靈敏性。在變電站的繼電保護(hù)中，選擇性是指在發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)有選擇地將元件與故障系統(tǒng)隔離分開(kāi)，使之不受到更大的損害，不受損害的部分仍然能夠繼續(xù)工作，這個(gè)過(guò)程既要求選擇性，同時(shí)也要求靈敏性，需要對(duì)受到損害的元件與未受損害的元件進(jìn)行區(qū)分，并使之與系統(tǒng)有效隔離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完整性運(yùn)轉(zhuǎn)，避免不必要的損失，快速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在0.06～2.12s之間，最快可達(dá)0.01～0.04s。

最后，實(shí)現(xiàn)科技貫穿于整個(gè)繼電保護(hù)過(guò)程。以上文中我們了解到，繼電保護(hù)需要在高科技支撐下進(jìn)行運(yùn)作，也只有這樣的運(yùn)作能夠?qū)ψ冸娬倦娏ο到y(tǒng)的維護(hù)有一定的作用，對(duì)于吸收繼電保護(hù)的先進(jìn)科技是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的有效途徑，也是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的巨大支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站的繼電保護(hù)是電力傳輸系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其工作的穩(wěn)定性，需要我們對(duì)變電站安全運(yùn)行以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)行全面掌握，對(duì)繼電保護(hù)的上述研究只是其中的一個(gè)弱小方面，加強(qiáng)變電站的繼電保護(hù)需要對(duì)整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)以及電力科技的發(fā)展有較為熟悉的掌握，使得繼電保護(hù)能夠成為變電站電力系統(tǒng)維護(hù)的一個(gè)重要舉措，同時(shí)也是我們電力行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要使命。

參考文獻(xiàn)

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篇7

關(guān)鍵詞 330kV變電站；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)干擾因素

中圖分類號(hào)TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）98-0043-02

330kV變電站作為主要網(wǎng)架的高壓電站，對(duì)于我國(guó)的電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的地位。一旦變電站出現(xiàn)問(wèn)題，后果就不堪設(shè)想，因此，加強(qiáng)對(duì)其內(nèi)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)是尤為重要的。但是繼電保護(hù)系統(tǒng)在使用過(guò)程中會(huì)存在著大量的干擾因素，以至于如果稍不加檢查就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的罷工。為了保證機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的正常安全的運(yùn)行，就應(yīng)該定期地對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，確保每一個(gè)元件和裝置運(yùn)作狀態(tài)良好，同時(shí)，還應(yīng)高對(duì)電力系統(tǒng)幾點(diǎn)保護(hù)干擾因素加以分析后得出相應(yīng)的解決措施，為更好地運(yùn)用330kV變電站電力系統(tǒng)打好基礎(chǔ)。

1 330kV變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)配置

330kV變電站作為我國(guó)主網(wǎng)架的組成部分，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展有著重要的作用。尤其是變電站電力系統(tǒng)繼電保護(hù)更關(guān)系到整個(gè)變電站是否能夠正常運(yùn)行。330kV變電站通常有兩繼電保護(hù)配置，一是側(cè)繼電保護(hù)配置，包括了線路保護(hù)、母線保護(hù)、短路器輔助保護(hù)、短引線保護(hù)、遠(yuǎn)跳保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)。線路保護(hù)能夠保護(hù)高頻信號(hào)，線路發(fā)生故障不必?fù)?dān)心電力系統(tǒng)得不到保護(hù)。母線保護(hù)操作就比較容易，只需要對(duì)母線差動(dòng)來(lái)控制整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)，尤其是斷路器的保護(hù)更為明顯，其他幾種保護(hù)模式則分別通過(guò)保護(hù)母線接線、保護(hù)斷路器、靈活跳閘以及過(guò)電壓保護(hù)中；二是主變保護(hù)，330kV電力系統(tǒng)中的變壓器通常實(shí)行雙重化配置，針對(duì)變壓器中的勵(lì)磁涌流和變壓器負(fù)壓閉鎖等方式進(jìn)行電流保護(hù)。同時(shí)變電器追蹤還有瓦斯保護(hù)等裝置來(lái)控制電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題[1]。

繼電保護(hù)作為常規(guī)變電站的二次部分的重要一份子，有著嚴(yán)格的操作原理和縝密的操作流程。繼電保護(hù)裝置主要包括有電磁型繼電器、故障錄波裝置、低頻低減載裝置、小電流接地選線裝置等等[2]。繼電保護(hù)裝置在使用之前需要進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，比如電流電壓等，之后其內(nèi)部裝置就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算來(lái)判斷是否需要保護(hù)，最后在進(jìn)行輸出。

2 繼電保護(hù)干擾因素

330kV變電站中的高強(qiáng)度電磁場(chǎng)容易干擾繼電保護(hù)裝置，同時(shí)，作為電磁型的繼電保護(hù)裝置更是受到了變電站的整體環(huán)境和自身內(nèi)部環(huán)境的影響，更加會(huì)受到各個(gè)因素的干擾。其中最具有代表性就是高頻、直流電源、輻射、雷擊等等干擾因素。

2.1 高頻干擾因素

當(dāng)變電站中的一次設(shè)備通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)想空母線充電二導(dǎo)致形成的強(qiáng)電磁干擾，之后產(chǎn)生過(guò)電壓則就會(huì)有高頻電流產(chǎn)生。當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)在二次設(shè)備中有足夠大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，二次設(shè)備則會(huì)超過(guò)裝置邏輯中允許的范圍，從而造成了干擾，導(dǎo)致了半導(dǎo)體元件以及其他繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定性漸弱，最大整個(gè)繼電系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓。

2.2 直流電源干擾因素

直流電源干擾因素是指在變電站接地出現(xiàn)問(wèn)題后，接地故障電流就會(huì)形成地網(wǎng)和打底相連接。但是接地電阻還是和原先的一樣，變電站的地網(wǎng)電位就會(huì)持續(xù)升高，直至超過(guò)大地電位。地網(wǎng)地位的形成是通過(guò)接地電阻與接地電流來(lái)控制的，當(dāng)直流電源出現(xiàn)了問(wèn)題，就會(huì)造成電源的短路，從而抗干擾電容就會(huì)直接影響到直流的恢復(fù)[3]。這一段時(shí)間內(nèi)，時(shí)間如果較長(zhǎng)的話，繼電保護(hù)裝置中的元器件就會(huì)遭到破壞，從而影響了繼電系統(tǒng)的電位差值，保護(hù)系統(tǒng)也就不能再保護(hù)。

2.3 輻射干擾因素

前面兩者是繼電保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境形成的干擾，輻射則是330kV變電站整體環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生的影響。尤其是當(dāng)前通信技術(shù)的發(fā)達(dá)，每一個(gè)工作人員或者附近工作生活的人員的手機(jī)、電腦、對(duì)講機(jī)等等都會(huì)有一定的電磁和電場(chǎng)，這樣就會(huì)形成假的信號(hào)源，就會(huì)在整合后的回路到保護(hù)系統(tǒng)導(dǎo)致其邏輯混亂，繼電保護(hù)系統(tǒng)的行為也就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤[4]。手機(jī)等的輻射干擾對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的干擾程度是比較強(qiáng)的，因此，工作人員時(shí)刻注意這一因素。

2.4 靜電放電干擾因素

當(dāng)工作人員一直處于比較干燥的地方時(shí)，工作人員的身上就難免會(huì)有一些高電壓產(chǎn)生。工作人員進(jìn)入變電站后并開(kāi)始工作接觸到繼電保護(hù)系統(tǒng)的某一個(gè)電子設(shè)備后，就會(huì)對(duì)其產(chǎn)生電流，當(dāng)設(shè)備的接地情況比較嚴(yán)重時(shí)，繼電系統(tǒng)中的某些元件就會(huì)被燒壞，從而導(dǎo)致了電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的無(wú)法運(yùn)行。

3 預(yù)防和解決干擾因素的措施

3.1建立并完善備用電源

備用電源自動(dòng)接入裝置的實(shí)施當(dāng)330kV變電站中的變壓器無(wú)法運(yùn)行時(shí)，備用電源自動(dòng)接入就成為了避免繼電保護(hù)系統(tǒng)癱瘓這一問(wèn)題。當(dāng)母線路在隔離開(kāi)關(guān)的作用下產(chǎn)生過(guò)壓的情況時(shí)，母線和變壓器的就起不了作用，且側(cè)繼電保護(hù)系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生故障。在這一過(guò)程中，備用電源雖然實(shí)施情況并不看好，但是還是應(yīng)該完善的建立，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)用。另外，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行高低壓的備投以及變壓器的進(jìn)行高低壓設(shè)置。

3.2 實(shí)施二次設(shè)備的監(jiān)控

如何保證繼電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題被發(fā)現(xiàn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控是當(dāng)前繼電保護(hù)系統(tǒng)最好的運(yùn)行監(jiān)測(cè)措施。尤其是關(guān)系在高頻干擾比較嚴(yán)重的二次設(shè)備上的監(jiān)控，可以操控自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置來(lái)進(jìn)行設(shè)備的的檢修。二次設(shè)備的監(jiān)控可以運(yùn)用在離線檢修過(guò)程中，來(lái)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，另外，還可以運(yùn)用這一技術(shù)充分利用當(dāng)前可以利用的資源。

3.3 提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)

在輻射這一干擾因素中，可以說(shuō)人的作用是比較大的。因此，工作人員時(shí)刻要記住自我的檢查意識(shí)，杜絕自身因素為電力系統(tǒng)帶來(lái)不好的影響，同時(shí)，加強(qiáng)和其他工作人員的溝通交流，共同來(lái)完成這一項(xiàng)工作。

3.4 發(fā)展智能化繼電保護(hù)系統(tǒng)

智能化技術(shù)的廣泛運(yùn)用已經(jīng)不是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，尤其是330kV變電站的電力中正如火如荼地開(kāi)展智能化運(yùn)作。當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)嵭兄悄芑敲蠢^電保護(hù)裝置可以在第一時(shí)間切除發(fā)生的故障因素，從而保證了變電站供電量的完整。

參考文獻(xiàn)

[1]董燁，李兵，李永斌.330kV變電站繼電保護(hù)典型配置.機(jī)電信息，2011（18）：38-39.

[2]王杰.變電站內(nèi)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行模式探微.科技資訊，2011（31）.

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關(guān)鍵詞：變電站 繼電保護(hù) 電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）02（c）-0-01

隨著人類社會(huì)和現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)電帶給我們的幫助，離開(kāi)了電力，人類幾乎無(wú)法生存。所以，電力系統(tǒng)合理高效的保證供電不但與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有關(guān)，更關(guān)乎舉國(guó)上下的民生問(wèn)題。而電力系統(tǒng)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是繼電保護(hù)系統(tǒng)，它使供電系統(tǒng)可以有條不紊的安全運(yùn)行。因此，研究繼電保護(hù)的現(xiàn)狀與未來(lái)的發(fā)展前景具有非常重要的意義。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著中國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，電子技術(shù)和通信技術(shù)的高速騰飛，我國(guó)的電力系統(tǒng)也是得到了日新月異的發(fā)展?，F(xiàn)階段最值得國(guó)人驕傲的就是電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的研發(fā)、成熟與應(yīng)用。微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)與過(guò)去幾十年的機(jī)電式繼電保護(hù)、晶體管繼電保護(hù)、集成電路保護(hù)三種繼電保護(hù)技術(shù)不同，它的數(shù)字計(jì)算能力和邏輯處理能力強(qiáng)勁，自我檢測(cè)和記憶能力也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越前幾代的繼電保護(hù)技術(shù)。如今，這種微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了我國(guó)的高低壓線路、電氣設(shè)備以及低壓網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，尤其是220kv以上的線路已經(jīng)幾乎全部被微機(jī)保護(hù)。重要的事，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐驗(yàn)證，實(shí)際應(yīng)用中的微機(jī)繼電保護(hù)確實(shí)比其他的保護(hù)技術(shù)具有更加顯著的效果。目前我國(guó)具有自主產(chǎn)權(quán)的微機(jī)保護(hù)設(shè)備已經(jīng)漸入佳境，不再依靠進(jìn)口的繼電保護(hù)技術(shù)和設(shè)備，甚至在原理和技術(shù)上已經(jīng)超過(guò)了其他國(guó)家的繼電保護(hù)。因此，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)被人們普遍認(rèn)可，而且達(dá)到了不可取代的地步。

2 對(duì)繼電保護(hù)發(fā)展的展望

繼電保護(hù)裝置經(jīng)過(guò)幾十年天翻地覆的變換，經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)由繁到簡(jiǎn)、由分散到集中的過(guò)程。現(xiàn)如今，光電互感技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化變電站技術(shù)這三大技術(shù)群的迅速發(fā)展使得變電站又開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字化變電站時(shí)代。

數(shù)字化變電站最大的特點(diǎn)就是分成了過(guò)程層、間隔層和站控層三層設(shè)備。三層設(shè)備的重新劃分使控制、數(shù)據(jù)通信、測(cè)量等原來(lái)由微機(jī)保護(hù)完成的任務(wù)也重新劃分給了其他層的設(shè)備。比如過(guò)程層中的智能斷路器、電子互感器和合并單元共同完成控制、模擬量及信號(hào)量的采集任務(wù)，而這些任務(wù)都是由原來(lái)的微機(jī)保護(hù)獨(dú)自完成的。

這種繼電保護(hù)任務(wù)的分層處理使得現(xiàn)在的繼電保護(hù)只保存了數(shù)據(jù)計(jì)算、邏輯處理等非常少的任務(wù)，也必然會(huì)導(dǎo)致包括運(yùn)行維護(hù)以及功能配置等方面的影響。筆者認(rèn)為，未來(lái)的繼電保護(hù)將會(huì)出現(xiàn)以下變化。

2.1 硬件向模塊化發(fā)展

過(guò)去的微機(jī)保護(hù)是一個(gè)整體裝置，它的各個(gè)功能都集成在了幾塊互相交互的模塊上，包括數(shù)據(jù)采集和計(jì)算以及信號(hào)邏輯處理的CPU模塊、出口模塊、電源模塊、電流電壓互換的CT/PT交流模塊。設(shè)計(jì)制作繼電保護(hù)裝置時(shí)，針對(duì)不同的保護(hù)裝置和原件，其設(shè)計(jì)出的設(shè)備的采集交流量和跳合閘出口的數(shù)據(jù)和性能都也各不相同，這樣的話就沒(méi)法做到硬件的模塊化處理。而新式的變電站將功能分為三層，過(guò)程層負(fù)責(zé)交流采集功能，智能操作箱負(fù)責(zé)跳合閘的功能。這樣的話，保護(hù)裝置的模塊就縮減為電源模塊和CPU模塊，這兩個(gè)模塊一般情況下都是標(biāo)準(zhǔn)化處理。因此，全站的保護(hù)設(shè)備就可以進(jìn)行硬件的模塊化處理，這樣不但減少了工作人員的工作量，也使設(shè)計(jì)方便，節(jié)省了成本。

2.2 軟件向元件化發(fā)展

目前繼電器的保護(hù)原理和技術(shù)基本已經(jīng)成熟，而且保護(hù)功能一般情況下也不會(huì)進(jìn)行革命性的更改，所以，我們可以利用某種高級(jí)語(yǔ)言，將這些程序封裝在標(biāo)準(zhǔn)的控制元件當(dāng)中，再將這些元件針對(duì)不同的保護(hù)性質(zhì)和功能嵌入到相應(yīng)的位置。對(duì)于未來(lái)不會(huì)修改的功能可以做成完全封閉的元件，而對(duì)于將來(lái)可能進(jìn)行修改的，可以開(kāi)放元件的進(jìn)出口進(jìn)行修改和完善。為了避免使用和操作的過(guò)程中出現(xiàn)麻煩，可以將元件按照某項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理劃分。這樣不但有利于元件廠商推出新產(chǎn)品，而且增強(qiáng)了繼電保護(hù)裝置的適應(yīng)性，同事避免了由于設(shè)計(jì)者的不同設(shè)計(jì)思路導(dǎo)致產(chǎn)品的不合適。

2.3 保護(hù)功能向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

隨著網(wǎng)絡(luò)信息共享的發(fā)展，可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)效性和共享性將過(guò)程層所采集的數(shù)據(jù)共享到整個(gè)系統(tǒng)的所有設(shè)備上，讓所有工作人員都可以隨時(shí)查閱。這樣不但極大地提高了繼電保護(hù)裝置的時(shí)效性和工作效率，而且通過(guò)信息的全站共享，可以將多臺(tái)機(jī)器的保護(hù)功能集成在一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)上一同實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也有利于優(yōu)化變電站的自動(dòng)化、元件化和模塊發(fā)的發(fā)展。全站的網(wǎng)絡(luò)共享是變電站整體工作效率提高的基礎(chǔ)，只有網(wǎng)絡(luò)共享、數(shù)字化進(jìn)一步深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理的效果達(dá)到最大化，才能最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化、智能化、共享化處理，變電站的保護(hù)功能網(wǎng)絡(luò)化必然會(huì)發(fā)展到新的天地。

2.4 裝置功能向集成化發(fā)展

現(xiàn)階段，隨著處理器邏輯運(yùn)算速度的快速發(fā)展、需要處理的繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)情況也是越來(lái)越繁雜、又要考慮到成本的節(jié)省問(wèn)題，集成化的繼電保護(hù)裝置逐漸受到人們的關(guān)注。比如一個(gè)110/10 kV的變電站，我們可以將整個(gè)變電站的變壓器設(shè)計(jì)成由10 kV的出線、110 kV的進(jìn)線和變壓器在內(nèi)的三臺(tái)間隔層的保護(hù)單位組成的系統(tǒng)，這樣這三臺(tái)保護(hù)單元就可以對(duì)整個(gè)變電站進(jìn)行繼電保護(hù)，而不再像以往那樣浪費(fèi)人力物力。當(dāng)然這其中也需要對(duì)不同的精度和算法進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。裝置功能向集成化發(fā)展不但可以通過(guò)壓縮變電站的設(shè)備大大的節(jié)省成本，而且在維修時(shí)只需要維修或者更換損壞的部件，備份時(shí)都只需要對(duì)這三臺(tái)設(shè)備的設(shè)置進(jìn)行備份即可，不再需要在乎其他方面，也極大的縮減了勞動(dòng)量，提高勞動(dòng)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)產(chǎn)品不斷推陳出新，新的數(shù)字化變電站的推廣也使得微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。經(jīng)過(guò)該文對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、元件化、集成化的討論，可以看出我國(guó)未來(lái)新式繼電保護(hù)技術(shù)和設(shè)備必然會(huì)走出新的一步。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；PLC；凸輪裝置；微機(jī)保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0055-02

繼電保護(hù)是電網(wǎng)的重要組成部分，主要用于控制電網(wǎng)設(shè)備轉(zhuǎn)速與出力，其品質(zhì)與性能直接影響到電能品質(zhì)和電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換部件是繼電保護(hù)的核心部件，因此，解決繼電保護(hù)中電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換部件工作可靠性差、抗油污能力弱等問(wèn)題，是提高繼電保護(hù)可靠性的關(guān)鍵。

1 繼電保護(hù)PLC繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)及原理

繼電保護(hù)是電網(wǎng)的電氣部分，以可編程控制器（PLC）為硬件核心，軟件采用全模塊化結(jié)構(gòu)，彩色液晶觸摸屏屏幕顯示，具有良好的全中文圖形人機(jī)界面；電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換部件采用繼電保護(hù)裝置，液壓系統(tǒng)為直連式結(jié)構(gòu)，以繼電保護(hù)-凸輪裝置機(jī)械位移直接控制主配壓閥。

PLC測(cè)量繼電保護(hù)的頻率偏差信號(hào)，按并聯(lián)PID的調(diào)節(jié)模式運(yùn)算后得出接力器開(kāi)度計(jì)算值與A/D模塊轉(zhuǎn)換后的接力器開(kāi)度反饋的差值經(jīng)數(shù)字放大送入PLC的定位控制模塊，由定位控制模塊向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出繼電保護(hù)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角信號(hào)。

繼電保護(hù)接收脈沖信號(hào)后，帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為機(jī)械位移量，再直接控制由輔助接力器和主配壓閥組成的二級(jí)液壓放大，通過(guò)主接力器控制電動(dòng)機(jī)導(dǎo)水葉開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的調(diào)速和負(fù)荷控制。

2 電保護(hù)系統(tǒng)的組成

機(jī)械柜部分，機(jī)械柜部分裝有繼電保護(hù)傳動(dòng)裝置、電氣反饋裝置及開(kāi)度限制機(jī)構(gòu)、分段關(guān)閉機(jī)構(gòu)、緊急停電磁閥、主配壓閥等。

控制柜部分，以PLC為核心的微機(jī)調(diào)節(jié)器在控制柜上部，其核心部分選用FX2N系列可編程控制器（PLC）是為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由A/D轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊、定位模塊、繼電器、繼電保護(hù)驅(qū)動(dòng)器和觸摸屏七部分組成。

3 繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作原理

自動(dòng)運(yùn)行切換為手動(dòng)運(yùn)行。繼電保護(hù)處于自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，按柜體面板上的自動(dòng)/手動(dòng)按鈕或觸摸操作屏中自動(dòng)燈，則繼電保護(hù)首先將機(jī)械開(kāi)限關(guān)至當(dāng)前接力器位置，而后凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)至最大位置，以便機(jī)械開(kāi)限控制接力器增減開(kāi)度。若在自動(dòng)切換至手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，直流電源消失，則需通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使機(jī)械開(kāi)限達(dá)到與當(dāng)前接力器相同的位置。手動(dòng)運(yùn)行，PLC將自動(dòng)跟蹤接力器位置。

手動(dòng)運(yùn)行切換為自動(dòng)運(yùn)行。繼電保護(hù)處于手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，按面板上的自動(dòng)/手動(dòng)按鈕或觸摸操作屏中的手動(dòng)燈，即完成切換過(guò)程，凸輪自動(dòng)回到中間位置。當(dāng)繼電保護(hù)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)且機(jī)組具備開(kāi)機(jī)條件時(shí)，由中控室發(fā)出開(kāi)機(jī)命令。繼電保護(hù)接收到開(kāi)機(jī)命令后，自動(dòng)將機(jī)組開(kāi)啟到啟動(dòng)開(kāi)度，并通過(guò)PID調(diào)節(jié)器使機(jī)組頻率與電網(wǎng)頻率保持一致，便于機(jī)組快速平滑地并網(wǎng)，使機(jī)械開(kāi)限開(kāi)至最大，通過(guò)中控室操作增、減功率把手，控制接力器的開(kāi)度。

4 系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的配置

電網(wǎng)變側(cè)，電網(wǎng)220千伏變電站擬建為無(wú)人值班的綜合自動(dòng)化變電站。根據(jù)國(guó)家及部頒有關(guān)系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的“規(guī)程”“規(guī)定”，系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置如下：

220千伏線路兩側(cè)應(yīng)裝設(shè)兩套微機(jī)型、相互獨(dú)立的主保護(hù)及完善的后備保護(hù)。根據(jù)系統(tǒng)通信通道情況，220千伏線路兩側(cè)均配置1面微機(jī)高頻保護(hù)屏及1面微機(jī)光纖縱差保護(hù)操作屏作為線路運(yùn)行時(shí)的主保護(hù)及后備保護(hù)，高頻保護(hù)專用B相載波通道。光纖保護(hù)通道與通信復(fù)用光纜通道。

電網(wǎng)變66千伏六回出線建議全部配置光纖全線速動(dòng)主保護(hù)，保護(hù)帶有完整的后備保護(hù)及重合閘。在線路上架設(shè)OPGW光纜，保護(hù)通道采用專用光纖方式。

5 電網(wǎng)變應(yīng)配置1面保護(hù)試驗(yàn)電源屏。

變電站側(cè)，變電站220千伏母線側(cè)裝母線保護(hù)、失靈保護(hù)屏一面。變電站220千伏母線側(cè)現(xiàn)有微機(jī)故障錄波器屏滿足要求，可繼續(xù)運(yùn)行。

保護(hù)信息管理系統(tǒng)，根據(jù)國(guó)電公司要求和省電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)方案，省電網(wǎng)將建設(shè)微機(jī)保護(hù)信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸電網(wǎng)事故信息和繼電保護(hù)信息。該系統(tǒng)集故障動(dòng)態(tài)錄波、錄波后動(dòng)態(tài)分析、遠(yuǎn)方登陸、遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)、web瀏覽等多功能為一體的微機(jī)保護(hù)信息管理系統(tǒng)。

電網(wǎng)220千伏變電站裝設(shè)微機(jī)保護(hù)信息管理系統(tǒng)子站，裝置通過(guò)信號(hào)接口及通道能與省電網(wǎng)微機(jī)保護(hù)信息管理系統(tǒng)主站進(jìn)行通訊，從而構(gòu)成完整的微機(jī)保護(hù)信息管理系統(tǒng)。

6 微機(jī)保護(hù)在變電站的實(shí)際應(yīng)用

微機(jī)保護(hù)，就是要保證變電站在發(fā)生各類故障時(shí)，能夠快速切斷故障點(diǎn)，保護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1991年以來(lái)，供電公司科研小組，率先在220千伏線上實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置，創(chuàng)造了電網(wǎng)保護(hù)先河，研發(fā)220千伏電氣聯(lián)鎖回路，微機(jī)保護(hù)對(duì)數(shù)字化變電站尤其重要，為了使繼電保護(hù)更加可靠，變電站可以共享備用保護(hù)單元和軟后備信號(hào)流切換為依據(jù)，重點(diǎn)闡述如何通過(guò)應(yīng)用關(guān)聯(lián)，來(lái)發(fā)展變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

繼電保護(hù)是變電站實(shí)行綜合自動(dòng)化的重要組成部分，繼電保護(hù)專業(yè)，科技含量高，電網(wǎng)對(duì)保護(hù)裝置要求更高，為了解決雙母線切換位置重疊、繼電器節(jié)點(diǎn)抖動(dòng)的缺陷，科研小組應(yīng)一次次對(duì)保護(hù)切換回路進(jìn)行改進(jìn)，成功研制雙母線電壓切換繼電器的使用方法，該方法試驗(yàn)成功后，受到了設(shè)計(jì)院專家們高度贊譽(yù)，并在全國(guó)電網(wǎng)中推廣使用。

繼電保護(hù)就是電網(wǎng)運(yùn)行的神經(jīng)系統(tǒng)，有一點(diǎn)問(wèn)題，系統(tǒng)運(yùn)行就會(huì)不靈活，數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的任務(wù)就是要以最快的速度更換、改造舊設(shè)備、舊裝置，開(kāi)發(fā)高端科技、高附加值的綜合自動(dòng)化新產(chǎn)品、新設(shè)備。微機(jī)保護(hù)讓地區(qū)電網(wǎng)更堅(jiān)強(qiáng)，安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行更穩(wěn)定。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述：在電力系統(tǒng)變電站運(yùn)行工作中，保護(hù)操作是一項(xiàng)經(jīng)常性常規(guī)性工作，保護(hù)操作也是易于出現(xiàn)事故的工作，保護(hù)操作過(guò)程中，一旦發(fā)生事故，就會(huì)造成人員傷亡、設(shè)備損壞、電網(wǎng)瓦解等各類事故。針對(duì)電網(wǎng)保護(hù)操作具有的易發(fā)性和嚴(yán)重性，所以，電網(wǎng)企業(yè)必須采取一系列有效措施，加強(qiáng)對(duì)電氣操作人員的“可控”和“再控”，重點(diǎn)控制人的素質(zhì)和行為，保證措施規(guī)定有效可行。通過(guò)課題研究，驗(yàn)證該裝置在電網(wǎng)使用以來(lái)，針對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行大量反復(fù)性試驗(yàn)，不僅檢驗(yàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)先進(jìn)性和元件選型的正確性，其調(diào)節(jié)靈敏，可靠性高，性能好，運(yùn)行穩(wěn)定，而且該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，能為電網(wǎng)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；跳閘方式；報(bào)文發(fā)送延時(shí)；網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM734 文章編號(hào)：1009-2374（2015）36-0118-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.36.058

1 智能變電站繼電保護(hù)跳閘方式原理

1.1 智能變電站保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式

這種保護(hù)跳閘方式主要是為了保護(hù)裝置到智能終端間通過(guò)獨(dú)立光纖進(jìn)行有效連接，并且有效保護(hù)跳閘信號(hào)能夠通過(guò)這一直達(dá)光纖進(jìn)行傳輸，別的信號(hào)能夠接到過(guò)程層交換機(jī)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送。

1.2 智能變電站保護(hù)網(wǎng)跳閘方式

這種保護(hù)跳閘方式主要是保護(hù)裝置和智能終端都接入到過(guò)程層的交換機(jī)之中，對(duì)跳閘等一切GOOSE信號(hào)進(jìn)行保護(hù)，使這些信號(hào)都能夠運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)傳輸。

1.3 兩種保護(hù)跳閘方式的主要區(qū)別

就接線形式而言，智能變電站保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式較之保護(hù)網(wǎng)跳閘方式多出了跳閘光纖；就跳閘模式而言，智能變電站保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式所得出的跳閘報(bào)文主要是運(yùn)用直達(dá)光纜來(lái)進(jìn)行傳輸，不存在任何中間環(huán)節(jié)，但是智能變電站保護(hù)網(wǎng)跳閘方式所得出的跳閘報(bào)文往往需要運(yùn)用交換機(jī)來(lái)進(jìn)行傳輸。

2 智能變電站繼電保護(hù)跳閘方式比較

2.1 智能變電站保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘

（1）不需要網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行傳輸，不需要經(jīng)由交換機(jī)，不會(huì)產(chǎn)生交換延時(shí)問(wèn)題；（2）熔點(diǎn)多、光口多，容易發(fā)生各種故障；（3）CPU以及裝置光口的發(fā)熱量都加大，而且設(shè)備老化速度加快，使得設(shè)備故障發(fā)生率大大提高；（4）硬件多，使得工程現(xiàn)場(chǎng)施工量大大增加；（5）難以進(jìn)行故障分析；（6）機(jī)械設(shè)備維護(hù)有較大工作量，設(shè)備全壽命周期所需造價(jià)加大。

2.2 智能變電站保護(hù)網(wǎng)跳閘

（1）光纖熔接點(diǎn)數(shù)量較少，使得故障的接點(diǎn)也相對(duì)較少；（2）光纖的敷設(shè)數(shù)量較少；（3）便于開(kāi)展故障分析工作；（4）網(wǎng)絡(luò)跳閘交換機(jī)會(huì)有一定的延時(shí)現(xiàn)象

存在。

在智能變電站技術(shù)規(guī)范中相關(guān)要求表明，信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化以及全站信息數(shù)字化等是智能變電站的基本要求。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化傳輸方式與智能變電站建設(shè)的目的與未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向更加符合。所以，本文會(huì)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)跳閘的可靠性與延時(shí)等問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)分析。

3 智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)跳閘可靠性分析

一般而言，交換機(jī)丟包是對(duì)智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)跳閘可靠性造成影響的主要因素。導(dǎo)致交換機(jī)丟包的可能性主要有三種，分別是電磁干擾、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴以及交換機(jī)處理能力弱。下面分別就這三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：

3.1 抗電磁干擾能力

智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)中過(guò)程層交換機(jī)都需要通過(guò)KEMA（所謂的KEMA就是指在全球范圍中進(jìn)行電力行業(yè)產(chǎn)品測(cè)試、咨詢以及認(rèn)證的一家權(quán)威機(jī)構(gòu)）的相關(guān)認(rèn)證，根據(jù)國(guó)家電工委員會(huì)IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)用電磁輻射、抗電磁干擾以及靜態(tài)振動(dòng)等測(cè)試，使得智能變電站在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行得以有效保證。

3.2 抑制電網(wǎng)風(fēng)暴能力

一般而言，產(chǎn)生電網(wǎng)風(fēng)暴的原因主要包括：（1）若某一裝置出現(xiàn)異常，就會(huì)導(dǎo)致多發(fā)報(bào)文，從而致使交換機(jī)難以防護(hù)，但是在這一情況下，智能變電站繼電保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方式也不能運(yùn)行；（2）若網(wǎng)絡(luò)中有非法裝置接入，就會(huì)發(fā)出類似“未知單播地址”的報(bào)文，在這一情況下，交換機(jī)中存在的“未知單播地址抑制”功能就能夠發(fā)揮較好的防御作用；（3）若在網(wǎng)絡(luò)之中出現(xiàn)許多異常的廣播，這時(shí)交換機(jī)之中的“端口速率限制”功能就能夠發(fā)揮有效的防御作用。

3.3 交換機(jī)高負(fù)載處理能力

據(jù)相關(guān)調(diào)查研究數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前過(guò)程層工業(yè)交換機(jī)主要運(yùn)用存儲(chǔ)或者轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，而且運(yùn)用完全雙工的方式進(jìn)行連接，所以在增加數(shù)據(jù)流量的同時(shí)，是不會(huì)出現(xiàn)明顯的延時(shí)增加現(xiàn)象的。下表1為網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)測(cè)試。從這一表格數(shù)據(jù)中我們可知，在高負(fù)載情況下，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)過(guò)程層交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)所出現(xiàn)的延時(shí)情況都低于300μs，大大低于繼電器動(dòng)作所產(chǎn)生的抖動(dòng)延時(shí)，能夠使得繼電保護(hù)速動(dòng)性要求得以切實(shí)滿足。

除此之外，現(xiàn)在過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)大多應(yīng)用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此在任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境出現(xiàn)問(wèn)題的情況下，都不會(huì)致使保護(hù)拒動(dòng)的產(chǎn)生，所以，智能變電站機(jī)電保護(hù)網(wǎng)跳閘方式能夠使得繼電保護(hù)的可靠性得到有效保證。

4 智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)跳閘延時(shí)分析

4.1 保護(hù)網(wǎng)跳閘延時(shí)理論分析

據(jù)相關(guān)規(guī)定中表示，一個(gè)報(bào)文完整的輸送時(shí)間從發(fā)送方將數(shù)據(jù)中的內(nèi)容放到其傳輸棧頂?shù)臅r(shí)候開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至接受方從傳輸棧里將數(shù)據(jù)取走時(shí)為止。

4.1.1 報(bào)文發(fā)送延時(shí)。所謂的報(bào)文發(fā)送延時(shí)主要指的是裝置通信處理器報(bào)文延時(shí)處理，運(yùn)用國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)試點(diǎn)依托工程動(dòng)模測(cè)試，使得裝置之中各個(gè)端口的處理時(shí)間需要延長(zhǎng)25μs，也就是第1個(gè)端口需要延時(shí)25μs處理，而第2個(gè)端口就需要延時(shí)50μs處理，并且以此

類推。

4.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)。（1）交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)。由于現(xiàn)代交換機(jī)都根據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的原理，所以，單個(gè)交換機(jī)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)就相當(dāng)于幀長(zhǎng)與傳輸速度相除，比如說(shuō)100Mb/s光口，在以太網(wǎng)之中幀長(zhǎng)的最大值為1522b，加之同步幀頭為8b，在進(jìn)行交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生122μs的延時(shí)，如果是千兆端口存儲(chǔ)，就需要12μs的轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)；（2）交換機(jī)交換延時(shí)。一般而言交換機(jī)交換延時(shí)都是一個(gè)固定值，這一值由優(yōu)先級(jí)與交換機(jī)芯片處理MAC地址表等功能的速度所決定的，通常而言，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)生的交換延時(shí)往往小于10μs；（3）光纜傳輸延時(shí)。光纜長(zhǎng)度與光纜光速之間的比值就是光纜傳輸延時(shí)，比如說(shuō)1km光纜，其傳輸延時(shí)大概是5μs；（4）交換機(jī)幀排隊(duì)延時(shí)。幀沖突往往出現(xiàn)在廣播式以太網(wǎng)之中，而以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)隊(duì)列結(jié)合儲(chǔ)存轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制使得共享式以太網(wǎng)之中的幀沖突問(wèn)題得以消除，為了使得重要數(shù)據(jù)幀的排隊(duì)延時(shí)得以減輕，可以引進(jìn)數(shù)據(jù)幀優(yōu)先級(jí)制度；（5）網(wǎng)絡(luò)傳輸總延時(shí)。在總延時(shí)中主要包括幀排隊(duì)延時(shí)、線路傳輸延時(shí)、交換機(jī)延時(shí)以及發(fā)送

延時(shí)。

4.2 保護(hù)網(wǎng)跳閘延時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)

由于不斷有一些試點(diǎn)工程中出現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘延時(shí)長(zhǎng)于保護(hù)網(wǎng)跳閘延時(shí)的現(xiàn)象，而且相關(guān)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)單位都對(duì)智能變電站繼電保護(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘方案接線運(yùn)行維護(hù)不方便、工作量過(guò)大進(jìn)行反應(yīng)，因此需要對(duì)智能變電站繼電保護(hù)方式兩種方案延時(shí)予以測(cè)試。

人們往往認(rèn)為保護(hù)網(wǎng)跳閘因?yàn)榧哟罅私粨Q機(jī)延時(shí)，致使其延時(shí)較點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘延時(shí)大。但是在實(shí)際測(cè)試之中，卻得出了與之完全相反的結(jié)果，保護(hù)網(wǎng)跳閘延時(shí)通常較之點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘延時(shí)小。針對(duì)這一問(wèn)題，進(jìn)行了一系列的研究，發(fā)現(xiàn)主要原因包括：（1）多光口信息傳輸都是通過(guò)共同的CPU予以處理，CPU要對(duì)各個(gè)端口逐一進(jìn)行處理，這就延長(zhǎng)了光口報(bào)文處理時(shí)間，而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化傳輸，設(shè)備不用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘接口，而且各個(gè)廠家都把組網(wǎng)端口放置最先處理位置，所以網(wǎng)跳速度較之點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘速度快；（2）就點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘光口而言，因?yàn)镃PU的順序處理，使得排在后面的光口所用的延時(shí)越長(zhǎng)，但是交換機(jī)所需要延時(shí)較短，因此保護(hù)網(wǎng)跳閘較之點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跳閘延時(shí)少；（3）因?yàn)閿?shù)據(jù)端口的不斷增多，裝置中的數(shù)據(jù)循環(huán)處理時(shí)間也會(huì)相對(duì)單一端口處理時(shí)間有所延長(zhǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能變電站繼電保護(hù)跳閘實(shí)現(xiàn)方式對(duì)于變電站穩(wěn)定、安全運(yùn)行具有非常重要的作用。因此，一定要對(duì)智能變電站繼電保護(hù)跳閘方式予以足夠的重視，從而有效推動(dòng)變電站的進(jìn)一步發(fā)展。

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