继电保护装置在数字化变电站失效后的防范措施

牟文亮

摘 要：数字化变电站是在IEC61850标准和通信规范基础上，由诸如电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。继电保护装置，适当数字化变电站中电力系统或电气元件发生故障时，能够第一时间发出预警或者实施自动化措施，切断故障发生的线路，保障数字化变电站的远程自动化装置。本文将探讨继电保护装置在数字化变电站失效后的保护措施，以期为数字化变电站的进一步优化提供一定的参考。

关键词：继电保护装置；数字化变电站失效；防范措施

时下，IEC61850标准应用日益广泛，数字化变电站技术得到了快速发展，继电保护装置的功能也日益完善，许多需要传统设备实现的功能，都可以在时下的继电保护装置中实现。在技术日益革新的同时，在数字化变电站失效后，继电保护装置的防范问题也较为突出。继电保护在配置方案、硬件结构、实现方式上发生了明显的变化。本文从继电保护装置为切入点，分析如何保障数字化变电站的流畅运转。

1 继电保护装置工作原理

在电力系统快速发展的今天，输变电设备、数字化变电站技术革新较快，如何保护其安全运行成为重中之重，人们对继电保护装置的要求也是越来越高。继电保护装置可以对数字化变电站失效后，对发生的故障进行及时处理，从而将故障局限在一个较小分范围之内。

数字化变电站的继电保护装置通常有两种方式对故障进行防范：常规防范方案和系统性防范方案。常规防范方案是按照不同的对象进行工作配置，针对不同的对象制定适合的保护方案，并保存受对象的结构图，方便现场工作人员熟悉情况，及时进行应急操作，是一种单程式保护装置。系统性防范方案依据双重配置原则进行布置，整套保护系统包括多个子系统，每个子系统兼具保护、测控功能，在运行单独的系统同时，又可以独立进行整个数字化变电站的控制，双重系统运行不悖。系统性的防范措施，更加符合数字化变电站的发展，以信息共享为基础，可以单一或者复合进行操作控制，提高了数字化工作平台的效率，更有利于全方面防范数字化变电站失效所带来的影响。

2 数字化变电站失效后，继电保护装置的防范措施

2.1 子单元失效后的防范措施

数字化变电站以IEC61850标准为指导，广泛应用光纤技术、微处理器，用可编写的程序替代传统的机电器件，大幅度提高了变电站的工作效率。数字化程式以信息共享为基础，信息是所有后续操作的前提，它的准确与否直接关系到数字化平台的运转流畅程度。针对信息共享，系统性的防范措施采用后备实时部位进行故障处理。在各子单元正常工作的时候，后备单元并不启动，不进行相关的信息采集工作，当继电保护装置检测到某一单元异常时，后备单元自行启动，并实时下载失效单元失效期间的间隔信息，自动承担起失效单元的功能，从而实现保护装置不间断的工作，保障变电站的运转连续。

后备单元的优点主要在于，出现单元工作实效时，不必进行停电检查，不必出动不必要的工作人员进行现场排查，并且信息传递采用光纤传输，速度快而且成本低，提高了电力系统运行的稳定性、高效性。

2.2 电子感应设备失效后的防范措施

传统的变电站对电气量、回路电流的监测是采用电磁式互感器，通过内置的A/D对数据进行分析处理；电子感应器有敏感元件感应，实时处理信息，但会存在时序性的差异，因此保证各层级电子感应器的实时信息传递是极为重要的。系统性的防范措施通过设置个层级保护装置的数据库，統一不同层级保护单元的工作时间，进行信息同步统计分析，保障电子感应设备的实时数据信息准确、及时。

电子感应设备的大面积应用是数字化变电站的一大主要革新。其防范措施主要是在由某一回路的电子感应器失效引起的变电站失效情况中，用其他回路的电流通过间接获取的方式取得失效回路的电流，继而保障整个回路电流的完整。电子感应设备失效的防范不同于业务单元的失效防范，不必添加必要的后备单元，依靠数字化的操作平台即可实现故障的及时排查补救，是数字化平台运用的一大突出亮点。

2.3 数字化控制系统信息失效后的防范措施

数字化变电站在逻辑层级上可分为三层，即过程层、间隔层、变电站层。过程层主要是对运行设备实时数据信息的检测，包括电压、电流、相位等实时电气量检测。间隔层主要是对运行设备的保护，实时汇总相关数据信息。变电站层主要是进行间隔层收集信息的汇总整理，并将相关数据送往调度中心，实现由下到上对变电站数据信息的实时控制。

在三层逻辑架构中，所有的情况都是转化为数据信息进行传递，因此信息的准确程度显得尤为重要。包括后备单元启动的时机，都依赖于精准的信息分析。避免数据信息流仿真错乱，是机电保护装置需要考虑的一方面，相应的保护防范装置对于故障的排查信息应当实时传递，便于调度中心及时复核，避免数据信息的混乱，出现的不应该的防范措施自动启动。

针对数字化变电站的日益推广，防范网络环境的影响也成为新的议题，网络环境复杂多变，继电保护装置需要做好必备的网络层级的预备方案，防止网络环境所带来的影响。

3 结语

目前，数字化变电站成为发展趋势，得到了越来越多的认可，变电站的高效运转成为时下的迫切需求。继电保护装置则成为数字化变电站稳定运行的保障，现在所采取的保护措施多数还是依托传统的保护理念，针对故障进行排查处理。数字化平台的广泛应用，带来了许多新的挑战，如何确保数字化平台的准确运转，防范网络层级的风险，成为时下一个无法回避的问题。数字化变电站失效原因复杂，不仅有基础一级设备问题，也会存在数字化管理平台的故障，新形势下，对于继电保护装置需要有全新的认识，部门配合、上下联动、多措并举，提升继电保护装置的性能，才能在数字化变电站的发展中提供扎实可靠的保护，保障整个变电站机电网系统的正常运转。

参考文献

[1]刘凯里.数字化变电站继电保护优化配置研究[D].华南理工大学，2012.

（作者单位：四川蜀能电力有限公司）