0 引言

近年來(lái)，越來(lái)越多的智能變電站出現(xiàn)在了我們生活的城市之中，并為城市電力的穩(wěn)定供應(yīng)作出了重要的貢獻(xiàn)。其中，IEC 61850 是智能變電站建設(shè)的重要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，就需要我們能夠在該標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)于我國(guó)的智能變電站保護(hù)模式以及繼電保護(hù)進(jìn)行更為深入的研究。

1 智能變電站的保護(hù)模式

同以往的變電站類(lèi)型不同，智能變電站具有著新型的保護(hù)模式。而從變電站類(lèi)型從電磁、微機(jī)到目前的數(shù)字化保護(hù)方式來(lái)說(shuō)，我國(guó)電站無(wú)論是從裝置結(jié)構(gòu)方面還是保護(hù)類(lèi)型方面都發(fā)生了很大的變化，且開(kāi)出量以及輸入量的傳遞形式也在這個(gè)過(guò)程中具有一定的變化。而通過(guò)我們對(duì)電子互感器的應(yīng)用，也會(huì)使電站在保護(hù)技術(shù)上相較以往獲得了很大的簡(jiǎn)化。在傳統(tǒng)的電磁性保護(hù)方式中，先由 TA/TV 感應(yīng)在電路中產(chǎn)生二次電流，再經(jīng)過(guò)電纜的運(yùn)輸將其傳送到保護(hù)裝置輸入線圈之中，并在開(kāi)出節(jié)點(diǎn)之后傳接到操作回路內(nèi)，*后通過(guò)電纜線將其引入到斷路器的操作機(jī)構(gòu)之中。對(duì)于該種保護(hù)方式來(lái)說(shuō)，其具有著穩(wěn)定性強(qiáng)、應(yīng)用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。而隨著近年來(lái)我國(guó)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，尤其是以計(jì)算機(jī)為代表技術(shù)的提升，就使得微機(jī)保護(hù)這種方式所展現(xiàn)的強(qiáng)大功能以及可靠性能也對(duì)原有的電磁性繼電保護(hù)方式提出了挑戰(zhàn)。在微機(jī)保護(hù)模式中，其通過(guò) A/D 模塊將信號(hào)通過(guò)一定的方式轉(zhuǎn)換成可以供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字量，具有著較為靈活、適應(yīng)性較強(qiáng)的特征，能夠有效提升電站保護(hù)效果。

而在*新的智能變電站中，其通過(guò)數(shù)據(jù)通信平臺(tái)以及數(shù)字化模型的建立在其中對(duì)不同智能裝置間信息的交換進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。其運(yùn)行流程如圖 1 所示。

在智能保護(hù)模式中，電站中的智能測(cè)量設(shè)備會(huì)通過(guò)光纜將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到電站保護(hù)裝置中，傳送的數(shù)據(jù)類(lèi)型為報(bào)文模式。之后，則經(jīng)過(guò)該裝置的處理將解析出的數(shù)據(jù)以同樣的報(bào)文方式傳遞到智能斷路器之中。而當(dāng)智能斷路器收到此類(lèi)信號(hào)之后，則會(huì)根據(jù)其收到的信息對(duì)應(yīng)的開(kāi)展相關(guān)動(dòng)作。而對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施一般的智能變電站來(lái)說(shuō)，我們則可以通過(guò)“合并電源與電子式互感器”以及“智能操作箱以及斷路器”的應(yīng)用生成對(duì)應(yīng)的采樣值報(bào)文。對(duì)于該方式而言，其也是我國(guó)目前變電站較多使用的一種過(guò)渡形式。而在這個(gè)過(guò)程中，電站中的智能操作箱就起到了一個(gè)翻譯的作用，能夠?qū)?GOOSE 報(bào)文正確、高效的解析成能夠被電站斷路器識(shí)別的開(kāi)關(guān)接點(diǎn)。

2 智能變電站的繼電保護(hù)校驗(yàn)

2.1 電站繼電保護(hù)校驗(yàn)整體結(jié)構(gòu)和實(shí)施流程（詳見(jiàn)圖

1、圖 2） 這是一套應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、可視化技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，結(jié)合電網(wǎng)托普關(guān)系和保護(hù)整定的工作實(shí)際，*終實(shí)現(xiàn)故障計(jì)算、保護(hù)整定、仿真校驗(yàn)和數(shù)據(jù)管理的一體化在線校驗(yàn)系統(tǒng)。各模塊的功能如下：①系統(tǒng)信息維護(hù)模塊。該模塊是對(duì)當(dāng)前配置的電網(wǎng)資源的修改，主要功能：一次設(shè)備即圖形的修改、二次設(shè)備及整定值的修改、整定規(guī)則的刪改、運(yùn)行環(huán)境的設(shè)置以及保護(hù)動(dòng)作軌跡的修改及選擇。②故障計(jì)算模塊。其主要功能是對(duì)各種簡(jiǎn)單、復(fù)雜的短路故障和斷線故障進(jìn)行故障計(jì)算。③整定計(jì)算模塊。它可分為手動(dòng)整定和自動(dòng)整定，手動(dòng)整定是對(duì)個(gè)保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，自動(dòng)整定可以選擇某一類(lèi)的保護(hù)，如對(duì)電網(wǎng)所有的距離保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。④在線分析故障機(jī)模塊。它的功能是：依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)獲取的電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行方式的描述和電網(wǎng)配置的保護(hù)，針對(duì)電網(wǎng)電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)下常見(jiàn)的故障過(guò)渡電阻或用戶設(shè)置典型的過(guò)渡電阻的范圍值等信息，自動(dòng)針對(duì)保護(hù)校驗(yàn)生成相應(yīng)的故障集，通過(guò)啟動(dòng)仿真功能模塊完成故障集下的分析電網(wǎng)保護(hù)整定情況，給出存在運(yùn)行隱患的保護(hù)整定項(xiàng)報(bào)告，為用戶進(jìn)一步分析和調(diào)整保護(hù)整定值提供依據(jù)。⑤仿真校驗(yàn)。需要在該模塊中設(shè)置運(yùn)行方式、故障點(diǎn)及其類(lèi)型、故障點(diǎn)的過(guò)渡電阻情況、保護(hù)拒動(dòng)及開(kāi)關(guān)柜拒動(dòng)情況、保護(hù)的掃描范圍等，對(duì)一次設(shè)置故障信息進(jìn)行方針，即依據(jù)仿真設(shè)置環(huán)境信息，啟動(dòng)故障計(jì)算，將故障計(jì)算值作為測(cè)量值，對(duì)所配置的保護(hù)定值、動(dòng)作特性信息進(jìn)行分析比較，得出結(jié)論。⑥SCADA 系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)處理模塊。其功能是：向整定系統(tǒng)提供有效信息，及時(shí)反映智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 校驗(yàn)工具 對(duì)于智能變電站來(lái)說(shuō)，其同以往的電磁、微機(jī)繼電保護(hù)方式相比無(wú)論是在信號(hào)流還是控制量上都同以往的變電站類(lèi)型產(chǎn)生了較大的變化。在這種情況下，我們以往經(jīng)常使用到的校驗(yàn)方式以及校驗(yàn)設(shè)備都已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)工作的需求。對(duì)此，就需要我們能夠在充分聯(lián)系智能變電站結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及信號(hào)采集、傳輸方式的基礎(chǔ)上能夠不斷地研究、開(kāi)發(fā)出性能更強(qiáng)、技術(shù)更新的測(cè)試工具，以此幫助我們能夠獲得更好的調(diào)試效率以及調(diào)試質(zhì)量。

2.2.1 數(shù)字化保護(hù)測(cè)試儀 在智能變電站所進(jìn)行的數(shù)字化通信工作中，需要我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)校驗(yàn)時(shí)能夠具有同其特征相對(duì)應(yīng)的測(cè)試裝置。目前，我國(guó)已經(jīng)對(duì)該項(xiàng)工作開(kāi)發(fā)出了保護(hù)測(cè)試儀，能夠借助光口發(fā)送符合智能變電站運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)流到相關(guān)的儀器儀表以及保護(hù)裝置中，且傳輸信號(hào)中的每一幀都能夠具有電壓以及電流的采樣值，并能夠?qū)﹄娬鹃_(kāi)展保護(hù)所發(fā)出的 GOOSE 報(bào)文進(jìn)行接收，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)于保護(hù)裝置的測(cè)試工作。

目前，當(dāng)我們使用數(shù)字化測(cè)試儀對(duì)電壓、電流等進(jìn)行輸入時(shí)，需要以人工的方式對(duì)采樣設(shè)備的邏輯名稱以及采樣率進(jìn)行設(shè)置。而為了能夠?qū)?GOOSE 報(bào)文進(jìn)行解析，也需要我們能夠?qū)⑿ｒ?yàn)保護(hù)裝置中所具有的配置文件以映射的方式錄入到測(cè)試軟件中。除此之外，也需要數(shù)字化保護(hù)測(cè)試儀在未來(lái)能夠繼續(xù)的提升其所具有的智能化水平，并逐漸開(kāi)發(fā)出自動(dòng)獲取配置信息以及增強(qiáng)測(cè)試功能的新模塊。

2.2.2 采樣同步性功能測(cè)試 對(duì)于電站中的距離以及差動(dòng)保護(hù)功能來(lái)說(shuō)，其要求我們能夠?qū)⑻幱谕粫r(shí)刻的不通電氣量作為我們對(duì)其判斷的主要依據(jù)，而這種需求的存在則為我們數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性以及同步性提出了更高的要求。而為了能夠?qū)?shù)據(jù)的采樣同步性作出保證，就需要我們?cè)趯?duì)變電站實(shí)現(xiàn) MU 核對(duì)時(shí)能夠通過(guò) GPS 的應(yīng)用經(jīng)光纖對(duì) MU 發(fā)送同步秒脈沖。

在同步性檢驗(yàn)這項(xiàng)工作中，主要具有著兩個(gè)方面的測(cè)試工作：當(dāng)對(duì)時(shí)功能處于正常狀態(tài)時(shí)，需要我們將同源輸入的 MU 輸出值保持一致，并且需要保證其在失去同步狀態(tài)時(shí)能夠保證閉鎖，而對(duì)于無(wú)需同步的保護(hù)能夠來(lái)說(shuō)則需要其在視圖同步之后依然具有著可靠的出口特征。在我們對(duì) MU 間所具有的同步性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以將兩組 MU 接可輸出報(bào)文的統(tǒng)一數(shù)字化保護(hù)測(cè)試儀，將MU 的輸出通過(guò)光電的方式在進(jìn)行一系列信號(hào)轉(zhuǎn)換之后將其傳送到計(jì)算機(jī)的網(wǎng)口中，再在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行測(cè)試軟件對(duì)這兩組 MU 報(bào)文以同步的方式進(jìn)行抓取，并對(duì)兩者的采樣值進(jìn)行比較。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延測(cè)試 在傳統(tǒng)的變電站中，其通過(guò)電纜作為主要的信號(hào)傳輸途徑，并保證信息能夠以瞬時(shí)的方式進(jìn)行傳輸，并且在測(cè)試中只需要對(duì)“流變二次側(cè)-傳輸電纜-保護(hù)裝置輸入”此條回路的連通性進(jìn)行測(cè)試即可。而在智能化變電站中，其則將信號(hào)傳輸媒介轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w方式，需要我們?cè)诰唧w操作中需要能夠定期對(duì)網(wǎng)絡(luò)的通暢性進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于 GOOSE 信息而言，其具有著硬實(shí)時(shí)性以及突發(fā)性的特點(diǎn)。硬實(shí)時(shí)性，就是需要在截止期前完成相關(guān)信息的傳

輸工作，如果沒(méi)有按期進(jìn)行，就很可能導(dǎo)致出現(xiàn)非常嚴(yán)重的后果。對(duì)于這部分信息來(lái)說(shuō)通常需要我們能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成信號(hào)的傳輸工作。而 SMV 信息相比來(lái)說(shuō)則具有著實(shí)時(shí)性需求高以及信息數(shù)量大的特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)根據(jù)我們?cè)O(shè)定采樣率的不同需要該項(xiàng)傳輸能夠在 3-10ms 內(nèi)完成。

2.2.4 電子互感器精度校驗(yàn) 在以往我們所開(kāi)展的校驗(yàn)工作中，會(huì)通過(guò)電流互感器的應(yīng)用向線路中輸入電流，并通過(guò) V-A 特性的應(yīng)用判斷其運(yùn)行效果。而對(duì)于這個(gè)過(guò)程中占據(jù)重要作用的電子互感器來(lái)說(shuō)，目前行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有對(duì)其精度進(jìn)行校驗(yàn)的裝置。對(duì)此，就需要我們?cè)陔娏骰ジ衅鏖_(kāi)展精度檢查時(shí)就地在一次側(cè)通大電流、高電壓，之后再將標(biāo)準(zhǔn)互感器數(shù)值同測(cè)試的電子互感器數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，以此保障互感器精度的準(zhǔn)確性?？梢哉f(shuō)，該裝置的研究開(kāi)發(fā)也是我們未來(lái)需要努力解決的一個(gè)問(wèn)題。

3 結(jié)論

本文中對(duì)智能變電站保護(hù)模式和現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)校驗(yàn)進(jìn)行了一定的研究與分析，而在實(shí)際工作開(kāi)展的過(guò)程中，也需要我們能夠在掌握智能變電站特點(diǎn)的基礎(chǔ)上充分聯(lián)系實(shí)際，以針對(duì)性技術(shù)的應(yīng)用保障工作開(kāi)展效果。