智能变电站数字采样异常对继电保护的影响验证

智能变电站数字采样异常对继电保护的影响验证

郭洁吴祖文

（1国网湖南省电力公司长沙供电分公司湖南长沙410000；2国网湖南省电力公司检修公司湖南长沙410000）

摘要：智能变电站继电保护不再是传统意义上的单一设备，而是一个系统，测试模式已经发生了变化，从一个简单的功能测试扩展到功能和通信网络的组合测试。目前，智能变电站相关的调试技术，测试技术还相对滞后，不利于新模式的继电保护和技术改进的探索，给智能电网的安全隐患留下隐患。对于智能变电站的数字采样和传输的继电保护机制的标准没有明确的规定，且保护处理模式无规范。只有加强测试技术找到问题，才能引导相关标准的制定。

关键词：智能变电站；采样环节；继电保护

1保护装置数字采样结构

智能变电站采样测量值(sampledmeasuredvalue，SV)是经通信方式由数据采集合并单元(mergingunit，MU)传输而来，SV的准确性决定了继电保护的可靠性。规范要求保护装置SV应采用点对点直采方式，保护装置、合并单元的保护采样回路应使用A/D冗余结构，智能站继电保护装置对数字采样主要采用3种结构：

双板结构的两个独立启动+动作程序，两个主板运行相同，独立启动和保护动作，以保护他们的操作，当出口两个中央处理器板的保护动作，可以满足启动和运行条件。二一/D数据的结构独立用于保护的启动和动作计算。

启动+保护的双处理器板结构，一个板是负责保护的开始，一个电路板负责保护逻辑操作。一一/D数据是用来启动，一一/D数据是用来保护，两个主要板是为了满足启动+动作条件，以保护动作退出。

单主板双CPU(DSP)结构，两个CPU(DSP)分别负责两个不同A/D运算，双CPU结构一个A/D数据作为保护启动+保护用，另一A/D数据作为启动校验用。双DSP结构一个A/D作为保护启动+动作用，一个A/D作为校验用。在采样前端先对采样数据进行比较，如果数据一致，仅对保护A/D完成启动+动作判别并动作出口，如果采样数据不一致闭锁保护。相同硬件结构的保护由于软件处理的差异在同一采样异常时还会有不同差异

2采样值异常模拟及测试

2.1SV配置参数及链路异常

采样值配置参数主要有MAC地址、APPID、SVID及版本号，试验中对该MU分别按以上参数进行异常值设置，链路异常可直接采取拔光纤方法。在每种异常情况下检查保护装置的告警报文，检查相关MU保护的动作行为。电压MU应投入与该电压相关的距离、方向或复压过流等保护或闭锁元件。在各种异常情况下，对于电流MU宜闭锁与该MU相关保护；对于电压MU宜同PT断线逻辑处理。

2.2MU延时异常

该保护装置的数据源来自不同的μ，保护采样延迟包括μ采样延迟和消息传输延迟。在智能变电站继电保护的一般条件，亩采样值的采样延迟时间应小于2ms，所以最大采样保护装置补偿延时不应小于2ms，综合保护装置是用来实现采样时间延迟预留缓冲时间调度方法的补偿。对万亩延迟保护装置一般是3种方式：μ延迟是固定的，该设备在上电或重新启动将读取的μ延迟，和延迟作为μ采样补偿延迟。在采样过程中，实时读取μ时间延迟，当改变μ时间延迟时，改变了阻塞保护。程序固定，根据硬件缓冲区的最大补偿容量设计。采样在实时读取μμ延迟，如果延迟在最大补偿值，该设备根据实际读取的延迟补偿；如果延迟是大于最大补偿延迟，阻塞保护。设置μ最大延迟参数，参数只能设置在制造商下载配置文件时。一般根据厂家提供的最大延迟集，如果实时读取μ延迟不超过设定值，该设备根据实际值的补偿；如果大于设定值，阻塞保护。时间延迟模拟，应放在与主相关联的，后保护。实验主要分为3个步骤：设置亩延迟与最大不超过2ms不一致，检查设备显示电流差0、检查模拟故障保护的正确动作，木不同的延时保护动作时间是一致的；设置大于2ms或亩延时保护套最大延迟、故障模拟试验装置是否发出报警信号和保护；穆延迟变化的模拟，检查是否锁定保护和保护动作时。

2.3双A/D不一致

当前的一一/D与第一个A/D和第二个A/D是不一致的，并检查保护操作条件。照明操作灯，但不是出口动作的消息不一致，要求信号灯，行动信息和出口保持不变，为一一/D，以满足另一个出口现象的保护行动开始，A/D符合操作条件，对保护锁的建议。双A/D不一致，但满意的行动条件，行动不做保护的行为的强制性要求。当电压一一／d不一致时，应根据铂断开的逻辑来处理。

2.4采样值丢帧

该保护装置接口的数据输入采样频率采样是4kHz，是1周期和80帧，24帧从保护只保护操作。如果帧的数目不受损失，所以没有保护任何效果；如果车架号是失踪的提取，然后框架和框架的值是0，实际价值并不体现在0波是不连续的，这也可能引起差动保护误动。在模拟的框架的实验，应在启动条件的保护下，为了可靠地将丢失帧的保护，至少连续4帧是否封闭保护，并发异常报警信息和消息。实验结果表明，两种方式保护：一个用于数据处理的样本输入接口，如果帧丢失立即保护1~2周波；另一个是数据的判别和处理在24点保护提取后，如果丢失的帧中提取数据，保护1~2周波。这两种处理方法不会导致框架的损失，以保护错误，但它是可能的拒绝和行动的时间延长的现象。

2.5采样值畸变

目前，一些保护的采样值失真的大量的处理机制，一些保护是没有针对性的治疗，测试的现象虚假。主要验证采样值失真在保护启动下的模拟单A/D，失真点应该是一个连续周期1到10点。连续8点1/10的频率，在2ms的脉冲宽度失真性能的波形，实际干扰波形为脉冲宽度内。失真的幅度应该在20英寸和两例外的考虑，在这种情况下，保护不误。

2.6方法的拓展应用

输出变电所中最全面、最重要的基本数据。基本数据包含了最原始的电气信息，还包含了上述方法对初始状态信息进行分析和处理。在这一点上，将状态信息和处理后的数据输出给继电保护装置，即在继电保护装置中建立闭环控制，以优化继电保护装置的性能。具体方法如下：对采样数据的质量与合并单元进行了分析。基于定量的波形失真率，其特征在于通过计算相应的波形系数，这是用来表征的程度的波形。根据波形系数的数值，通过调整滤波器阶数、内插算法和采样率来调整数据的质量。计算出的波形系数结果同时传输到继电保护装置。基于组合单元的继电保护算法发出的波形系数和调节，来调节自身的逻辑和灵敏度的继电保护功能，如动作的阈值，设置参数的值，并最终形成闭环控制。

3结论

上述实验进行了模拟，在异常应开始保护，因为更容易受到各种异常条件下的干扰，保护成保护动作逻辑操作已开始在干扰，容易异常条件的不正确的行动。根据智能变电站专业国家电网公司组织检测采样值异常的模拟方法，在某些特殊情况下，找到一些设备没有报警信号和信息，没有相应的警告信息，处理机制不统一，甚至虚假的灯，灯光操作动作，错误保护错误消息的出口形势。在以后的实验样本值的异常处理机制进行了改进，厂家经过实验验证，和信号处理机制不一致，出口不统一，误动作信号及故障现象基本消除，加强智能电网的安全。

参考文献：

[1]刘益青.智能变电站站域后备保护原理及实现技术研究[D].山东大学,2012.

[2]吕梦丽.智能变电站继电保护结构分析与仿真研究[D].广东工业大学,2015.

[3]刘子成.智能变电站保护及自动化系统配置方案的设计[D].江苏科技大学,2014.

[4]孙伟兵.面向智能变电站的分布式母线保护研究[D].山东大学,2012.