數字化變電站繼電保護技術分析

李官宇　李彥　李媛媛

摘 要：目前，數字化變電站繼電保護技術在電力系統中應用逐漸廣泛，成為電力系統發展的主要趨勢，提高了變電站的運行安全。本文對數字化變電站繼電保護技術在電力系統中應用原理、特點，設置進行了探討，分析了數字化變電站繼電保護的應用情況。

關鍵詞：數字化；變電站；繼電保護；技術分析

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

0.概述

在目前電力系統出現異常時，采用繼電保護技術可以切除系統故障或者發出信號，減少供電系統的損失，縮小故障發生的范圍，進一步確保供電系統的安全。在實際的應用中，繼電保護技術可以滿足測量、執行等條件，具有一定的靈敏度、選擇性強、安全可靠等特點，在保障電力系統安全運行，防止重大事故方面越來越多地被使用。而隨著科技的不斷進步和供電需求的增加，數字化在變電站繼電保護技術中的應用也得到了很大的關注，可以實現收集、傳輸、分析處理以及輸出的全部過程，并由過去的模擬信息全部轉換為數字信息，建立與之相適應的通信網絡和系統。

1.數字化變電站繼電保護應用原理

數字化變電站繼電保護在應用中是指按照IEC61850標準和通信規范的基礎建立，由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建的裝置。在變電站繼電保護中通過電子互感器進行數據采集，在互感器中數據利用光纖使用光數字信號再把數據傳輸到低壓的一端，進行處理后完成得出滿足標準的數字量的輸出，可以實現變電站的所有范圍，包含一次設備的變壓器、互感器，二次設備的控制、保護，以及數據應用、軟件開發等。其中，智能化一次設備包括光電互感器、電子互感器和智能化開關等，網絡化二次設備分層包括間隔層、過程層和站控層。

2.數字化變電站繼電保護應用特點

在數字化變電站繼電保護中，根據實際的應用效果來看，它的特點重點體現在具有可靠性、完整性、實時性的高質量信息，具有統一的數據模型、功能模型；在數據傳輸方面可以實現無縫交換，在變電站傳輸和處理上可以實現信息全數字化；各種設備和功能可以共享統一的信息平臺，同時過程層設備智能化。

3.數字化變電站繼電保護應用技術

數字化變電站繼電保護技術的應用應該本著對未來技術發展、應用需求以及先進性、繼承性、經濟性的原則，通過確立分階段建設目標以及規劃設計目標等的戰略決策加以實現。

3.1 數字化變電站繼電保護硬件框架圖。在實際應用中數字化變電站繼電保護的硬件結構圖一般包括光接收單元、開入單元、中央處理單元以及出口單元等組成。

3.2 數字化變電站繼電保護配置設置。現在在電力系統的配置設置方面，一方面絕大多數是采用光纖接口形式的插件；另一方面是尋找GOOE光纖通信接口代替I/O接口插件；第三就是把CPU插件的模擬量處理統一更換為通信接口處理。這些改進和傳統的繼電保護配置相比較而言有了很大的改進，在實際的工作應用中提高了效率。另外在變壓器的配置設置方面，也有了很大的突破。每一臺變壓器都可以應用一個MU合并單元進行采集母線電壓、主變壓器各側電流。在主變壓器上采取的是差動保護、高低側電能表措施，并由MU合并單元。

3.3 數字化變電站繼電保護網絡選型。數字化變電站繼電保護網絡上多個CPU協同完成全信息的采樣、保護算法與控制命令的形成；兩級網絡則全部采用100MHz以太網技術。同時在應用中，適合網絡運行最適宜的環境條件就是滿足采樣的同步進行和確保命令的最快輸出，在一定程度上給網絡提出了更價嚴格的通信速度，以及合適的通信協議。

3.4 數字化變電站繼電保護測試平臺。數字化變電站繼電保護的應用是由測試平臺完成的，它是由數字化繼電保護測試儀，網絡負載模擬儀、網絡分析儀等組成，具體如圖1所示。

簡單分析網絡負載模擬儀的作用是把模擬網絡負載較重或網絡風暴發生的情況網絡性能下降對被測保護裝置功能的影響；而網絡分析儀則是把保護裝置測試的結果異常出現時對SMV等報文的事后分析。

結語

根據上面的綜合闡述分析得知，數字化變電站繼電保護在實際應用中著重體現出了它自身的優點，實現了電力系統中光纖取代電纜，電磁兼容性能優越的性能，功能共用統一的信息平臺，避免設備重復投入；達到了測量精度高和無飽和等狀態，實現了信息傳輸通道的自檢，管理自動化。但是隨著信息技術的飛速發展，為了應對數字化變電站繼電保護技術將來有序發展、并滿足應用需求，保持一定的先進性、繼承性、科學性等，電力系統中這一核心技術還需要進行深入研究，以便滿足各種生產、生活需要。

參考文獻

[1]王媛.變電站新型綜合保護與監控系統的研究[D].華北電力大學，2013.