数字化变电站继电保护配置及其现场调试研究

数字化变电站继电保护配置及其现场调试研究

曹兵

(国网河南省电力公司新乡供电公司，河南新乡453000)

摘要：继电保护装置的出现大大提升了电力系统工作的安全性以及供电工作的稳定性，数字化变电站则使各项功能在原有基础上进一步提升。基于此，本文以数字化变电站继电保护配置作为切入点，简述集中配置、分散配置等方式，再以此为基础，结合实验论述数字化变电站继电保护现场调试。以期通过分析明晰理论，为后续数字化变电站的建设提供参考。

关键词：数字化变电站：继电保护;集中配置;数字化调试

继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种措施。现代电力系统工作压力大、内容多、要求高，部分大型变电站影响范围广，一旦出现电力事故，日，能导致大面积停电、财产损失甚至人员伤亡，继电保护的出现较好的应对了该问题，数字化变电站中，继电保护的能力更为突出，分析其配置和调试有一定的现实意义。

一、数字化变电站继电保护配置

(一)数字配置

数字化变电站是以智能设备为基础构建的变电站，其突出特点是能够实现站内智能电气设备间的信息共享，只要设备满足通信连接的要求即可。换言之，数字化变电站继电保护不必像传统变电站一样分布在各处，可以利用智能系统实现集中配置。如某发电厂内建有大型升压变电站，负责将电压升高、输入配电网中，为保证工作的有效性，应用继电保护装置进行保护，此前的保护装置配置于变电站与电力网络连接的各个位置，管理难度大，进行数字化改造后，所有装备纳入智能系统中，可以通过数字化设备集中管理、控制，工作更加高效。

(二)分散配置

分散配置是指不改变原有的继电保护装置分布情况，只对其进行智能化改造。该方式适用于降压变电站。如部分地区变电站工作情况复杂，需要向不同方向输送电能，且不同方向所需电压有所差别，如果依然采用集中配置的方式，不便于精细化管理。变电站可针对不同方向的电压需求分别选取继电保护装置，并设定默认程序，如110kV、38kV线路常规工作下的电压、电流情况等，作为保护的标准，通过分散配置的方式满足不同区域的管理要求“]。

此外，数字化变电站还可以根据实际工作需要更改继电保护配置方式，选取双重配置等方式加强保护效果。

二、数字化变电站继电保护现场调试

(一)测试方法

数字化变电站继电保护现场调试的方法，一般包括机械调试和数字化调试两种。机械调试也被称为设备调试，足对传统调试的一种延伸和强化，通过测试仪进行，了解信号传输情况，对其进行数字转化和分析。如某变电站常规工作的电压标准应为100kV，在调试中，发现其电压值为99.8kV，继电保护装置未发出警报，表明系统存在问题，可分析原因，进行调试，直到系统可能在异常条件下发出警报，表明调试效果良好。该方式原理简单、方法成熟，曰前的应用也十分广泛，不足之处是变电站内部存在磁场，很可能影响信号的强度、带来噪音，因此所获结果的误差也较大，需要进行多次测试、调试才能获取可信结果。

数字化调试是对传统方式的进一步优化，其调试原理是标准化的工作模型。在数字化变电站中，大部分工作可以在智能系统支持下白主进行，这意味着继电保护工作同样流程化进行，在常规模式下其j二作对象——电能的电流、电压等参数也必然是固定的[嘲。人员可以收集相关数据，建立一个标准的工作模型，输入智能系统中，调试工作以模型为中心开展，对继电保护系统当前工作的各个参数进行收集，对比其与标准模式之间的差值，如果差值在标准范围外、系统无动作，可知继电保护无效，应给予调整优化。数字化调试的误差小、也可以避免噪音干扰，是目前较为可靠的现场调试方法。

(二)模拟调试过程

选取某地火力发电厂升压变电站，应用机械调试和数字化调试方法进行继电保护系统性能测试。该厂在2015年12月实现变电站智能化改造，继电保护配置方式为集中配置，控制端集中管理6处继电保护装置，应用状况较为良好。由于工作环境特殊，设备老化速度较快，2018年4月拟定更换新一批设备，并在完成更换后应用机械调试和数字化调试进行现场调试。

调试共进行2轮，第一轮为机械调试，共进行15次实验，分别为常规负载实验、过电流实验、低电压实验，三类实验各5次，判断系统反应速度和准确率。第二轮为数字化调试，共进行15次实验，分别为常规负载实验、过电流实验、低电压实验，三类实验各5次，对系统反应速度和准确率进行记录。

(三)调试结果与分析

结果上看，机械调试和数字化调试后，系统都能较准确、快速的做出保护反应，但数字化调试下，结果更为优越。两组实验的对比情况如表l所示。

结合实验结果，可知机械调试组和数字化调试组都能很好的完成调试任务，但机械调试组面临来自磁场、噪音干扰和误差的影响，因此反应时间上略长于数字化调试组，两组平均反应时间分别为1.23( +0.06)s、0.69(±0.04)s。现代数字化变电站工作责任较大，应在条件允许的情况下尽可能提升其安全性，因此，在后续工作中可对变电站继电保护的数字化调试方法加以推广。

三、总结

通过分析数宁化变电站继电保护配置及其现场调试，了解了相关理论。数字化变电站是传统变电站的一种强化，其各项功能也更为完善，就继电保护配置而言，可选集中配置、分散配置、双重配置等方式，调试包括机械调试和数字化调试两种方法。模拟实验表明，数字化变电站继电保护功能较为理想、数字化调试方法反应速度更快。后续工作中，各地可加强变电站的数字化建设和调试，优化其功能，确保变电站发挥应有作用。

参考文献：

[1]左学荣，樊天南.基于数字变电站的二次网络及保护校验关键技术的研究[Jl.自动化与仪器仪表，2016( 06)：1 1 -121-14.

[2]李孝汾.数字化变电站继电保护优化配置研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2013( 12)：297-298.

作者简介：

曹兵(198-)，男，河南驻马店人，硕士研究生，工程师。