就地化继电保护技术的方案研究

薛雯文 张蕊

摘 要：随着科学技术的不断改革发展，电力系统中的继电保护技术也发生了较大的变化，继电保护技术在电力维护方面具有重要意义，起到保障电力系统正常运行的作用。现阶段，随着计算机技术的飞速发展，电力系统运用计算机控制技术，提升了继电保护技术，使其更加智能化，进一步促进电力系统自动化技术综合发展。因此，本文就就地化继电保护技术进行了分析与研究，并提出建议。

关键词：变电站；就地化；继电保护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.182

0 前言

目前，随着信息技术的广泛运用，电力系统也逐步智能化，智能电网以及分布式继电保护设备都发生了较大的变化，快速发展的同时继电保护装置站也发生了相应的变化，其中控层设备以及间隔层设备距离逐步加大，考虑到后期电缆的使用成本、运维复杂程度以及信息远程控制难的问题，在变电转就地化保护控制层引入无线通信技术具有现实意义。

1 设备软硬件可靠性设计要求

1.1 环境方面的设计要求

设计要求中对环境的要求较为重视，主要满足三方面的要求：一是就地化继电保护应用环境的复杂性；二是气候环境的适应性；三是电磁环境的适应性。

1.2 性能方面的设计要求

设计要求中性能方面需要关注两点：一是机械性能；二是保障二次回路的可靠性。其一，在空间以及地理条件许可的前提下，充分考虑外界环境因素给就地化机电保护装置所带来的破坏，合理规避风险，采取较强的辅助支撑工具对继电保护装置进行保护，另外还可以借助弹性材质的吸收作用，对可能由外界环境引起的能量进行干扰，对内部构件进行保护。其二，通过精简装置接口，达到二次回路接线的便捷性。在使用过程中，采用防误插键位的设计、带有辨识度较高的色彩区分，有效降低不同回路串接的可能性，实现即插即用、安全可靠插接使用的目的[1]。

2 跨间隔设备就地化技术

2.1 分布式保护环网配置方案

跨间隔保护装置对网络环境要求极高，它需要同时获取多组间隔电压以及电流数据。与传统集中式保护相比，传统保护方案是将所有的间隔采样回路以及进出进入回路固定在同一台继电保护设备上，这一现象对回路接线要求极高，另外所有线路集中在一台设备上，对设备的软硬件都造成极大的压力，不仅功耗过高，此外，运行效率也有所降低，在很大程度上难以实现无防护安装目的。要想实现继电保护技术就地化的目的，采取新的架构以及模式显得十分有必要。

2.2 环网可靠性设计

想要实现环网可靠性设计的目的，借助具有高操作性且无缝冗余环网HSR技术是唯一途径。这一技术的原理是利用内部协议功能将所有数据进行打包，在子机上同时借助两个环网上发送数据包，做好数据备份工作，防止数据丢失损毁。鉴于此，每一个数据包都进行了备份，那么就应该相应的制定配置丢弃方案。当子机节点收到环网数据包的数据时，首先进行解析，假设收到其他子机的数据包，就相应的将数据解析后定向发送给需要保护的装置使用；假设收到本机发送的数据，这就意味着该数据包已经在整个环网中都过了一遍，这时就可以对其进行删除[2]。

2.3 环网数据同步技术

环网数据同步技术的原理是在链路收发回路延时一致的基础上，借助对称法计算方法，对各个节点之间的链路传输延时Tlink，利用IEEE1588协议条款输入口令，请求报文以及回复报文，从而对节点之间的链路延时进行计算；此外，当需要增加1个报文时，需要对各个节点的驻留延时进行修正，也就是说，第n和m之间的间隔延时就用Tmn进行表述。当两台机子之间的间隔延时计算出来后，借助插值同步计算法，保障每个间隔采样值都能同步。另一方面。要想保障节点与节点之间同步的准确度，环网接口应设置较高的带宽，通信接口应使用品牌接口，有关总延时与延时抖动之间的间隔时间要求为不得大于15ns，收发报文、回复报文以及设备时标计数器的频率也有所要求，控制在125Mhz左右。当报文时，它的延时误差不得大于16ns。假设环内节点有30个，那么有以太网、报文时引发的延时误差数据之和不得大于930ns，这一技术原理完全符合精度误差在±10μs的设计要求。跨间隔保护技术有两种操作模式，一是无主模式，即每个子机都能独立自动计算，实现逻辑保护判断；二是有主模式，在环网中固定一台主机，主机操控子机，通过操作主机，实现运行进行保护逻辑计算程序，而各个子机只需完成数据采集、分析并执行主机的操作命令[3]。

3 结语

综上所述，对智能化变电转实施继电保护就地化是对其进行一定程度上的总结与提升，通过精简电力回路，从而提升电网运行的可靠性，此外，精简设备也能促进设备运转效率的提升，提升设计技术也能改善机电保护装置的安全性。另一方面，运用小型的、就地化保护思路，取代保护小房的作用，还能起到节约土地的作用；在设计方面，按照标准规格的设计要求，时间继電保护装置能够即插即用，一方面起到降低运维成本的作用，另一方面起到促进工作效率提升的作用。

参考文献：

[1]宋爽，乔星金，卜强生，宋亮亮，高磊.智能变电站就地化继电保护技术方案研究[J].电力工程技术，2018，37（02）：83-88.

[2]陈福锋，俞春林，张尧，李玉平，董贝，陈琦，薛明军，王胜，陈新之，赵谦.变电站继电保护就地化整体解决方案研究[J].电力自动化设备，2017，37（10）：204-210.

[3]王鹏飞.变电站继电保护就地化整体解决方案研究[J].通讯世界，2017（23）：126-127.

作者简介：薛雯文（1991-），女，山东聊城人，本科，高级工，助理工程师，主要研究方向：电力系统继电保护。