基于数字化变电站继电保护优化配置研究

叶向锋（陕西省地方电力（集团）有限公司南郑县供电分公司，陕西　汉中　723102）

基于数字化变电站继电保护优化配置研究

叶向锋
（陕西省地方电力（集团）有限公司南郑县供电分公司，陕西汉中723102）

摘要：电力系统当中变电站的地位举足轻重，是煤矿整个电力系统的重要组成部分，变电站的快速发展向着数字化与智能化的方向转变，随之而来的安全问题应引起变电工作人员重视。数字化的继电保护是提升变电站安全性能的有效途径。本文结合了作者多年的工作经验，对数字化继电保护装置的配置优化进行了探讨。

关键词：数字化变电站;继电保护;配置研究

0　前言

随着企业发展速度加快，煤矿企业加快了数字化变电站的建设步伐，数字化技术的应用不仅提升了变电站设备的自动化程度以及工作效率，而且能够保证基础的企业用电和商业用电。为了保证电网完全稳定的运行，增强数字化的建设对变电站是非常有必要的。

1　数字化变电站的主要技术支持

数字化变电站主要是由IEC61840为技术基础，由智能电力开关、交互式电子传感器等一些一二级设备分层次组成，能够及时收集、反映、传输变电站当中的电气信息，对于变电站中的信息共享有着重要的意义。与传统的变电站相比数字化变电站主要具有以下三种技术优势：

1.1数据采集数字化

收集数据信息是变电站中的重要工作，数字化的收集方式就是通过使用数字化传感器收集变电站机组当中的电压、电流、电气等信息数据，与传统的互感器不一样，数字化互感器会将变电站中的一二级设备分开检测，而且可以将二级设备直接与数字化接口连接，并且还具有高精度、范围广等特点。

1.2采用分层分布的技术形式

变电站分为三层，即站控层、间隔层、设备层，其中站控层主要是监控变电站的主机，间隔层监控变电站中的所有元件，设备层主要包括电力互感器、隔离开关、变压器等一些技术设备。数字化变电站主要采取分层分布的方式，主要具有以下三点优势：

（1）不同功能的设备元件安装到不同的设备上，避免一个元件出错导致整个系统瘫痪。

（2）数字化系统可以进行在线巡查工作，随时监控设备内的各种装置与设备。

（3）具有较高的灵活性，可以进行在线升级。

1.3系统结构紧凑

智能一次设备主要由监控装置、保护装置以及故障波记录器组成。对于一个智能的变电站，简单的控制方式是每个工作人员都希望得到的，以上所述三种装置组成了数字化的控制系统，结构相当的紧凑操作方式较为简单。

2　数字化变电站继电保护的优化方案

2.1数字化保护性能的改善方式

为了发挥数字化技术的最大效果，我们应该从以下几点做起。

（1）过程层分布式母线保护。母线是电力系统中比较重要的线路，同时也是故障发生率较高的线路之一，主要是与二次接线的复杂程度有关。分布式母线保护技术主要是利用了现代网络技术以及能能断路器等装置，将母线当中的负压闭锁元件给去除掉，从而让母线更加简单;（2）数字化的变压保护。数字化电流互感器具有高频分化、高保真等优点，可以根据电磁涌流的大小来判断变电站机组是否出现故障，从而可以防范变压器差动保护的问题;（3）输电线路的保护。对于变电站中的过程层线路保护来说，主要保护方式是横纵联动的，备用保护被安置在集中式保护当中。如果主接线是单向断路器，则由主保护的光纤信号出口对其进行保护

2.2数字化变电站继电保护配置方案

2.2.1常规方案

常规的保护方案主要是根据不同的对象来采取不同的保护方式，输电线保护、母线保护等一些逻辑上的转变不在考虑范围当中，而是应该考虑到光纤通信采集接口替代原信息处理接口的输出插件、Gooes光纤通信接口取代传统的I/o通信接口等等。通过上述方式进行改造，可以实现单个元件的保护任务，是目前数字化继电保护的一种有效途径。

另外，还应该在主变压器上设置一个MU合并检测单元，可以对主变压器的电流、电压进行实时的数据采集，并且将这些数据提供给变电站内的多个相关设备。变电中某些单元是由合并单元直接提供的，有些却又是经交换机交换后得到的数据信息。变电站中的10Kv输电线、电容器均要设置合并单元。此外，变电站内的所有保护装置除了要连接到Goose网络采集接口上，还应该连接到站控层，通过连接的方式来收发相关的指令。

变电站常规保护方案是企业变电站最常用的方案，但是这种方案具有网络构架复杂与应用设备多等缺点，难以适应变电站数字化的发展进程，以及智能化继电保护的需求。

2.2.2变电站集成保护方案

随着数字化、智能化等先进技术的运行，这些先进的科学技术和智能的电子设备在变电站中的使用量越来越大，逐渐有了举足轻重的地位，拉近了变电站设备与设备、部门与部门之间的距离，信息共享是数字化变电站的重要依据。数字化变电站继电保护应该满足双重化保护方案，每一套保护系统都应该由多个环节组成，这套方案不仅能够对变电站中的所有单位起到保护效果，还能实现有效的远程监控。

所谓的集成保护方案，就是指在所有的主变压器上安装相同的MU合并单元，经不同的光纤连接到合并单元的交换机上，10kv电容出口应该由合并单元交换机与保护装置组成，使用光纤将两套设备连接起来。

3　结束语

数字化、智能化的变电站是目前我国电力系统发展的趋势，但是，这种工作模式对于变电站来说是一种新兴技术，变电站的工作人员还不能熟练使用全部的系统，因此，我们应该注重数字化与智能化的培训力度，增强变电站工作人员的工作意识。

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,2013.

[2]李廷.110kV数字化变电站继电保护配置方案研究[D].华北电力大学,2014.

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[4]卢孟杰.智能变电站继电保护技术优化研究[D].华北电力大学,2013.

[5]陈正邦.110kV数字化变电站继电保护配置方案的研究[D].华南理工大学,2010.