数字化变电站保护适应性研究

倪呈祥 陈泽华 程金牛

摘 要：随着社会经济不断发展，电力系统进一步完善，继电保护装置以其自身优势，受到了越来越多的关注，并在数字化变电站中得到了广泛推广和应用。数字化变电站将数字化传输和处理技术作为基础进行工作，具有较强的可靠性。因此，加强对数字化继电保护适应性的研究具有重要意义。该文将对数字化变电站继电保护装置特征进行分析和研究，并阐述数字化继电保护装置电子式互感器及通信网络的适应性分析，为我国电力系统稳定、健康发展提供参考和帮助。

关键词：数字化 变电站 继电保护 适应性

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（a）-0024-01

近年来，我国电力领域迅速发展，继电保护作为数字化变电站的重要基础，直接决定整个系统的可靠性，其保护适应性受到相关部门的高度重视。不仅如此，对继电保护适应的研究，也是电力系统实现现代化管理的具体表现。

1 数字化变电站定义

数字化变电站主要是指将变电站处理的模拟信息量转化为数字信息量，简化信息传送方式，从而实现相应信息共享的目标。数字化变电站能够将智能化开关等一次设备以及站控层等二次设备共同建立在标准的通信基础上，从而实现系统结构的紧凑化、分层的分布化以及应用采集的数字化目标，具有精度高、安全性高及可靠性等多个优势。简而言之，数字化变电站促进电力系统从传统模式转向自动化运行管理模式，是电力系统管理模式的一次重要革新，在一定程度上推动了我国电力事业进一步发展。

2 数字化变电站继电保护装置特征

相比较传统继电保护装置，数字化变电站继电保护装置采用的是微处理器，其主要是由数字电路组成，包含多个选择接口，功能性强，改变了传统继电保护装置单一的功能，其采用的电子交互式互感器采集数据，不仅能够提高数据准确性，还能够实现大规模采集目标。

数字化变电站继电保护装置通过电子式互感器收集数据，进行相应处理，处理后，利用内部光纤将数字信号传送到低压端，再进行合并单元的转化，从而输出正确格式，通过光纤传输，在一定程度上减少了模数转换的工作[1]。

3 数字化继电保护装置电子式互感器及通信网络的适应性分析

3.1 与不同电子式互感器配合分析

通过对数字化变电站中电子式互感器的应用研究可知，电子式互感器具有多样性，根据功能方式，可以分为无源式和有源式两类电子式互感器，而根据原理标准划分，可以分为基于光学原理及基于Rogowski线圈原理电子式互感器，由此，电子式互感器的量程、延时处理等也会发生相应的变化。

首先，延时方面。为了有效避免由于测量延时误差对机电保护装置的影响，在其应用之前务必要进行检验电子式互感器测量延时，及时发现延时差异，并进行相应补偿，有效解决延时误差。其次，量程方面。测量值超出电子式互感器的输出量极限时，波形极易出现畸形。如果选择的电子式互感器量程不同，当测量值超出一定范围，即便是同一个测量值也会得出不同的结果，在实际应用过程中，会造成继电保护装置误动作情况。因此，为了避免量程对继电保护的产生不良影响，提高继电保护装置可靠性，应尽量选择同一厂家生产的相同型号电子式互感器，从源头上避免这一问题。

3.2 对机电保护动作实时性分析

一般情况下，传统继电保护装置变电站动作时间要比过程层组网方式继电保护短，尤其是在高压电网中，继电保护动作时间越短，相应的制动面积就会减小，进而提升整个装置的稳定性。出现数字化变电站保护动作时间过长是由于受到保护装置采样值、电子式互感器处理等延时因素造成的。因此，为了有效减少动作时间，提高装置稳定性，应加强对继电保护算法，适当减少数据处理过程时间，对技术进行进一步研究，不断优化和完善过程层网络结构设计，从而提高数字化变电站继电保护装置性适应性，促进电力系统健康、稳定发展。

3.3 电子式互感器数据异常处理

电子式互感器在传送数据过程中，在受到外界因素的影响时，会出现硬件故障等问题，导致数据传输异常，影响变电站正常工作。为了避免外界因素的影响，继电保护装置应结合数据传输情况，分析其有效性，并采取相应措施来规避继电保护误动作问题。一般针对电子式互感器数据畸变问题，普遍通过调整和完善故障判别算法、加强互感器的入网检测等方法解决继电保护误动作，保障数据传送稳定性，进而提高系统可靠性[2]。

3.4 与电子式互感器采样同步分析

与传统电磁式互感器进行的电气测量变电站不同，数字化变电站中的网络设备与电子式互感器结合，会致使数据传输出现延时问题，除此之外，还会导致传输数据时序上的差异，进而出现采样不同步情况的发生。基于此，解决数字化变电站继电保护与电子式互感器采样不同步问题至关重要，首先，设置一致外部时间源，确保时间来源统一性；其次，合并单元插值计算，协调算法处理数据；最后，将继电保护装置作为电子式互感器数据采集同步源。通过这种方式，不仅能够有效避免数据采样不同步问题，还能够确保电力系统稳定、可靠运行。

4 结论

根据上文所述，继电保护装置作为电力系统中的重中之重，在电力系统故障、异常等方面能够发挥控制功能，对变电稳定运行至关重要。因此，需要加强对数字化变电站继电保护适应性问题进行分析，特别是与不同电子式互感器配合、过程层网络等之间问题，采取有效措施，有效提高其稳定性，从而推动我国电力系统可持续、健康发展。

参考文献

[1] 窦晓波，吴在军.数字化变电站通信网络规划与实时特性改进[J].电力自动化设备，22010，18（3）：259-261.

[2] 周满，曹磊，张延鹏.基于数字化变电站的继电保护改进方案[J].东北电力技术，2012，20（5）：12-14.