數(shù)字化變電站繼電保護技術(shù)分析

李官宇　李彥　李媛媛

摘 要：目前，數(shù)字化變電站繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用逐漸廣泛，成為電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢，提高了變電站的運行安全。本文對數(shù)字化變電站繼電保護技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用原理、特點，設(shè)置進行了探討，分析了數(shù)字化變電站繼電保護的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；變電站；繼電保護；技術(shù)分析

中圖分類號：TM63 文獻標(biāo)識碼：A

0.概述

在目前電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，采用繼電保護技術(shù)可以切除系統(tǒng)故障或者發(fā)出信號，減少供電系統(tǒng)的損失，縮小故障發(fā)生的范圍，進一步確保供電系統(tǒng)的安全。在實際的應(yīng)用中，繼電保護技術(shù)可以滿足測量、執(zhí)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(tǒng)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(shù)字化在變電站繼電保護技術(shù)中的應(yīng)用也得到了很大的關(guān)注，可以實現(xiàn)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(zhuǎn)換為數(shù)字信息，建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。

1.數(shù)字化變電站繼電保護應(yīng)用原理

數(shù)字化變電站繼電保護在應(yīng)用中是指按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范的基礎(chǔ)建立，由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建的裝置。在變電站繼電保護中通過電子互感器進行數(shù)據(jù)采集，在互感器中數(shù)據(jù)利用光纖使用光數(shù)字信號再把數(shù)據(jù)傳輸?shù)降蛪旱囊欢?，進行處理后完成得出滿足標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量的輸出，可以實現(xiàn)變電站的所有范圍，包含一次設(shè)備的變壓器、互感器，二次設(shè)備的控制、保護，以及數(shù)據(jù)應(yīng)用、軟件開發(fā)等。其中，智能化一次設(shè)備包括光電互感器、電子互感器和智能化開關(guān)等，網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層包括間隔層、過程層和站控層。

2.數(shù)字化變電站繼電保護應(yīng)用特點

在數(shù)字化變電站繼電保護中，根據(jù)實際的應(yīng)用效果來看，它的特點重點體現(xiàn)在具有可靠性、完整性、實時性的高質(zhì)量信息，具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型、功能模型；在數(shù)據(jù)傳輸方面可以實現(xiàn)無縫交換，在變電站傳輸和處理上可以實現(xiàn)信息全數(shù)字化；各種設(shè)備和功能可以共享統(tǒng)一的信息平臺，同時過程層設(shè)備智能化。

3.數(shù)字化變電站繼電保護應(yīng)用技術(shù)

數(shù)字化變電站繼電保護技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該本著對未來技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用需求以及先進性、繼承性、經(jīng)濟性的原則，通過確立分階段建設(shè)目標(biāo)以及規(guī)劃設(shè)計目標(biāo)等的戰(zhàn)略決策加以實現(xiàn)。

3.1 數(shù)字化變電站繼電保護硬件框架圖。在實際應(yīng)用中數(shù)字化變電站繼電保護的硬件結(jié)構(gòu)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(shù)字化變電站繼電保護配置設(shè)置?，F(xiàn)在在電力系統(tǒng)的配置設(shè)置方面，一方面絕大多數(shù)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(tǒng)一更換為通信接口處理。這些改進和傳統(tǒng)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(yīng)用中提高了效率。另外在變壓器的配置設(shè)置方面，也有了很大的突破。每一臺變壓器都可以應(yīng)用一個MU合并單元進行采集母線電壓、主變壓器各側(cè)電流。在主變壓器上采取的是差動保護、高低側(cè)電能表措施，并由MU合并單元。

3.3 數(shù)字化變電站繼電保護網(wǎng)絡(luò)選型。數(shù)字化變電站繼電保護網(wǎng)絡(luò)上多個CPU協(xié)同完成全信息的采樣、保護算法與控制命令的形成；兩級網(wǎng)絡(luò)則全部采用100MHz以太網(wǎng)技術(shù)。同時在應(yīng)用中，適合網(wǎng)絡(luò)運行最適宜的環(huán)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(wǎng)絡(luò)提出了更價嚴(yán)格的通信速度，以及合適的通信協(xié)議。

3.4 數(shù)字化變電站繼電保護測試平臺。數(shù)字化變電站繼電保護的應(yīng)用是由測試平臺完成的，它是由數(shù)字化繼電保護測試儀，網(wǎng)絡(luò)負載模擬儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等組成，具體如圖1所示。

簡單分析網(wǎng)絡(luò)負載模擬儀的作用是把模擬網(wǎng)絡(luò)負載較重或網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴發(fā)生的情況網(wǎng)絡(luò)性能下降對被測保護裝置功能的影響；而網(wǎng)絡(luò)分析儀則是把保護裝置測試的結(jié)果異常出現(xiàn)時對SMV等報文的事后分析。

結(jié)語

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

參考文獻

[1]王媛.變電站新型綜合保護與監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].華北電力大學(xué)，2013.