牟文亮

摘 要：數(shù)字化變電站是在IEC61850標準和通信規(guī)范基礎上，由諸如電子式互感器、智能化開關(guān)等智能化一次設備和網(wǎng)絡化二次設備分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。繼電保護裝置，適當數(shù)字化變電站中電力系統(tǒng)或電氣元件發(fā)生故障時，能夠第一時間發(fā)出預警或者實施自動化措施，切斷故障發(fā)生的線路，保障數(shù)字化變電站的遠程自動化裝置。本文將探討繼電保護裝置在數(shù)字化變電站失效后的保護措施，以期為數(shù)字化變電站的進一步優(yōu)化提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護裝置；數(shù)字化變電站失效；防范措施

時下，IEC61850標準應用日益廣泛，數(shù)字化變電站技術(shù)得到了快速發(fā)展，繼電保護裝置的功能也日益完善，許多需要傳統(tǒng)設備實現(xiàn)的功能，都可以在時下的繼電保護裝置中實現(xiàn)。在技術(shù)日益革新的同時，在數(shù)字化變電站失效后，繼電保護裝置的防范問題也較為突出。繼電保護在配置方案、硬件結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)方式上發(fā)生了明顯的變化。本文從繼電保護裝置為切入點，分析如何保障數(shù)字化變電站的流暢運轉(zhuǎn)。

1 繼電保護裝置工作原理

在電力系統(tǒng)快速發(fā)展的今天，輸變電設備、數(shù)字化變電站技術(shù)革新較快，如何保護其安全運行成為重中之重，人們對繼電保護裝置的要求也是越來越高。繼電保護裝置可以對數(shù)字化變電站失效后，對發(fā)生的故障進行及時處理，從而將故障局限在一個較小分范圍之內(nèi)。

數(shù)字化變電站的繼電保護裝置通常有兩種方式對故障進行防范：常規(guī)防范方案和系統(tǒng)性防范方案。常規(guī)防范方案是按照不同的對象進行工作配置，針對不同的對象制定適合的保護方案，并保存受對象的結(jié)構(gòu)圖，方便現(xiàn)場工作人員熟悉情況，及時進行應急操作，是一種單程式保護裝置。系統(tǒng)性防范方案依據(jù)雙重配置原則進行布置，整套保護系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)兼具保護、測控功能，在運行單獨的系統(tǒng)同時，又可以獨立進行整個數(shù)字化變電站的控制，雙重系統(tǒng)運行不悖。系統(tǒng)性的防范措施，更加符合數(shù)字化變電站的發(fā)展，以信息共享為基礎，可以單一或者復合進行操作控制，提高了數(shù)字化工作平臺的效率，更有利于全方面防范數(shù)字化變電站失效所帶來的影響。

2 數(shù)字化變電站失效后，繼電保護裝置的防范措施

2.1 子單元失效后的防范措施

數(shù)字化變電站以IEC61850標準為指導，廣泛應用光纖技術(shù)、微處理器，用可編寫的程序替代傳統(tǒng)的機電器件，大幅度提高了變電站的工作效率。數(shù)字化程式以信息共享為基礎，信息是所有后續(xù)操作的前提，它的準確與否直接關(guān)系到數(shù)字化平臺的運轉(zhuǎn)流暢程度。針對信息共享，系統(tǒng)性的防范措施采用后備實時部位進行故障處理。在各子單元正常工作的時候，后備單元并不啟動，不進行相關(guān)的信息采集工作，當繼電保護裝置檢測到某一單元異常時，后備單元自行啟動，并實時下載失效單元失效期間的間隔信息，自動承擔起失效單元的功能，從而實現(xiàn)保護裝置不間斷的工作，保障變電站的運轉(zhuǎn)連續(xù)。

后備單元的優(yōu)點主要在于，出現(xiàn)單元工作實效時，不必進行停電檢查，不必出動不必要的工作人員進行現(xiàn)場排查，并且信息傳遞采用光纖傳輸，速度快而且成本低，提高了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、高效性。

2.2 電子感應設備失效后的防范措施

傳統(tǒng)的變電站對電氣量、回路電流的監(jiān)測是采用電磁式互感器，通過內(nèi)置的A/D對數(shù)據(jù)進行分析處理；電子感應器有敏感元件感應，實時處理信息，但會存在時序性的差異，因此保證各層級電子感應器的實時信息傳遞是極為重要的。系統(tǒng)性的防范措施通過設置個層級保護裝置的數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一不同層級保護單元的工作時間，進行信息同步統(tǒng)計分析，保障電子感應設備的實時數(shù)據(jù)信息準確、及時。

電子感應設備的大面積應用是數(shù)字化變電站的一大主要革新。其防范措施主要是在由某一回路的電子感應器失效引起的變電站失效情況中，用其他回路的電流通過間接獲取的方式取得失效回路的電流，繼而保障整個回路電流的完整。電子感應設備失效的防范不同于業(yè)務單元的失效防范，不必添加必要的后備單元，依靠數(shù)字化的操作平臺即可實現(xiàn)故障的及時排查補救，是數(shù)字化平臺運用的一大突出亮點。

2.3 數(shù)字化控制系統(tǒng)信息失效后的防范措施

數(shù)字化變電站在邏輯層級上可分為三層，即過程層、間隔層、變電站層。過程層主要是對運行設備實時數(shù)據(jù)信息的檢測，包括電壓、電流、相位等實時電氣量檢測。間隔層主要是對運行設備的保護，實時匯總相關(guān)數(shù)據(jù)信息。變電站層主要是進行間隔層收集信息的匯總整理，并將相關(guān)數(shù)據(jù)送往調(diào)度中心，實現(xiàn)由下到上對變電站數(shù)據(jù)信息的實時控制。

在三層邏輯架構(gòu)中，所有的情況都是轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息進行傳遞，因此信息的準確程度顯得尤為重要。包括后備單元啟動的時機，都依賴于精準的信息分析。避免數(shù)據(jù)信息流仿真錯亂，是機電保護裝置需要考慮的一方面，相應的保護防范裝置對于故障的排查信息應當實時傳遞，便于調(diào)度中心及時復核，避免數(shù)據(jù)信息的混亂，出現(xiàn)的不應該的防范措施自動啟動。

針對數(shù)字化變電站的日益推廣，防范網(wǎng)絡環(huán)境的影響也成為新的議題，網(wǎng)絡環(huán)境復雜多變，繼電保護裝置需要做好必備的網(wǎng)絡層級的預備方案，防止網(wǎng)絡環(huán)境所帶來的影響。

3 結(jié)語

目前，數(shù)字化變電站成為發(fā)展趨勢，得到了越來越多的認可，變電站的高效運轉(zhuǎn)成為時下的迫切需求。繼電保護裝置則成為數(shù)字化變電站穩(wěn)定運行的保障，現(xiàn)在所采取的保護措施多數(shù)還是依托傳統(tǒng)的保護理念，針對故障進行排查處理。數(shù)字化平臺的廣泛應用，帶來了許多新的挑戰(zhàn)，如何確保數(shù)字化平臺的準確運轉(zhuǎn)，防范網(wǎng)絡層級的風險，成為時下一個無法回避的問題。數(shù)字化變電站失效原因復雜，不僅有基礎一級設備問題，也會存在數(shù)字化管理平臺的故障，新形勢下，對于繼電保護裝置需要有全新的認識，部門配合、上下聯(lián)動、多措并舉，提升繼電保護裝置的性能，才能在數(shù)字化變電站的發(fā)展中提供扎實可靠的保護，保障整個變電站機電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻

[1]劉凱里.數(shù)字化變電站繼電保護優(yōu)化配置研究[D].華南理工大學，2012.

（作者單位：四川蜀能電力有限公司）