数字化变电站继电保护优化配置研究

周松华

摘 要：随着人们物质生活质量的不断提升，对于电子系统的稳定性要求更高，而伴随着自动化技术、通信技术、光电技术等现代化高科技技术的发展和运用，数字化变电站的作用更加明显。然而，如何做好数字化变电站的保护，保障其稳定运行是当前必须要面对和加以解决的问题。本文介绍了其相关概念并结合相关内容分析了继电保护优化方案，以期对提升继电保护有所参考价值。

关键词：变电站 继电保护 优化配置

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

随着我国社会的快速发展，数字化变电站已经成为了一种发展趋势，是推动电力企业发展的重要项目。然而，对于数字化变电站的保护是保障其稳定运行并发挥作用的前提，其中继电保护技术是关键中的关键。因而，在当今供电压力日益增大的环境下，加强对数字化变电站的保护意义重大。

1 数字化变电站技术

数字化变电站集合现代化光电技术、信息技术、通讯技术、网络技术，是传统变电站所无法比拟的，具备能够在二次系统中改变信息应用模式的优势，其技术特征主要在于数据采集的数字化、系统分层的分布化和结构的小型化另外，在上述技术的推动下，数字化变电站的信息采集、输出、处理更具自动化，极大的提升了工作的便捷性和效率，降低了周围设备可能存在的负面影响。

2 数字化变电站继电保护优化配置方案

当前对于数字化继电站的保护优化方案有常规保护和系统化保护两套方法，特性均有不同，在实际使用中各有优劣。在使用选择过程中，应根据技术要求、资金情况、人力与物力配置等情况综合考量。

2.1 常规保护配置方案

常规保护方案是基于原来的保护原理按对象进行针对性的保护，与互感器保护的原理一致，不改变原来的保护类型与逻辑图，只是用数据采集光纤通信接口代替原有的插件。需要将原来的插件改为光纤通信接口，其中I/O改为GOOSE接口，CPU的处理方式也要相应改变为通信接口进行。我们只需要根据压板投退保留一些开入，利用智能操作箱对其余的部分进行取消或者转移，由此以往实验与模拟工作即可无需在进行，可直接进行。而根据图1中信息显示，常规保护方案不仅较为复杂而且配置条件要求较高，增加了技术的难度和费用的投入。即使常规保护方案更具稳妥性，由传统的保护升级到了数字化保护，使之优势凸出，但复杂性和高要求使之必然不能成为可持续运用的方案。虽然变电站常规保护配置方案是当下很多变电站常用的一种方式，但它具有网络结构复杂、应用设备多等缺点，难以满足现代数字化或智能化变电站继电保护要求。

2.2 数字化集成保护配置方案

科技在飞速发展，数字化变电站继电保护技术也在不断的发展，而系统保护配置的意义就是在智能化一次设备和网络化二次设备的广泛应用以及IEC61850的基础上，达到变电站内信息共享和互操作的目的，从而实现对变电站的全面的保护，而系统保护配置也正是在此基础上形成的一种保护配置方案。根据图2中信息显示，在双重优化配置原则指导下设计的系统化保护方案能够实现两套系统互不干扰，既能独立运行又可同时运行，互相辅助。此外，两套系统的配置原理相似，区别较小，虽运行较为简单但分析全面。

上述系统化保护方案虽然在信息的获取、问题的分析、信息的共享方面具备明显优势，但并非至善至美亦存在一定的不足。例如，在运用中经过多次的改善，系统化保护方案相比传统保护虽然结构更加简单，装置数量更少，运行更简单，但在具体运行中简单的机构对于相关配置的要求和性能提出了更高的要求，不仅考验着工作人员的技术水准而且要求一定的经济支持。

变电站集成保护配置方案具体来说，就是所有主变压器上均安置一个MU合并单元，经由不同光纤连接到系统保护装置，10kv出线及电容器的接口经由合并单元的交换机与保护装置连接，且5回10kv出线及电容器的合并单元可用同一台交换机。开入开出由系统保护测控装置利用交换机经由GOOSE网与智能开关连接。此外，还要加强数字化变电站继电保护测试技术建设，如全数字化变电站动态仿真系统等，提高继电保护等二次设备性能检测精确度，充分发挥继电保护等二次设备作用，保证电力系统稳定运行。

2.3 主变保护配置方案

主变保护是保障变电站稳定运行的重要环节之一，虽然以上介绍了诸多数字化变电站的保护方案但随着社会的发展以及人们对于电力稳定供应要求的日益提升，保障变电站的稳定运行显得各位重要。因此，对于主变保护的优化方案的制定必须要做到科学化，合理化，慎重处理。主变保护配置主要采用了双重化保护，其中一个是电量保护另外一个则是非电量保护。它的电量保护配置主要设置了软压板和硬压板两种，其中功能软压板负责投退。

细节决定成败，尤其是高技术领域内的工作更应该注重细节的把控。不论是常规性保护方案还是系统化的保护方案，都必须将细节做到位，消除隐患。如110KV这一特殊值，在进行配置方案的时候，需要根据实际情况进行配置，同时结合以往的资料作为参考，做到在第一时间发现问题并制定针对性的措施加以处理，将危害与损失控制在最小范围之内，避免引起更大的事故和造成不必要的损失。此外，还应重视过程层分布式母线保护。母线在电力系统中有着不可或缺的作用，也是常见故障之一，主要与二次接线复杂、扩展性差等有关。分布式母线保护主要是利用现代网络技术、智能短路器等装置把母差保护中的复压闭锁元件给去掉，使母差保护逻辑简单化，间隔可独立保护母线。

2.4 110KV特殊值和35KV与10KV馈线保护配置

在变电站继电保护中尤其要注意110KV这一特殊数值，因其特殊性相当于变电站的额定电压，起到了关键性的参考意义，在每一个保护方案的设计中都应该将之置于重要地位，不容忽视。在具体设置中与常规互感器的保护一样，根据对象的特性进行配置并保留其原有的类型与逻辑图，不得加以改变。此外，传统保护装置中的交流两插件被现代化光纤通信接口所代替，既提升自动化功能又提升了效率，而且在数字化技术优势的前提下更符合110kv电压的运行要求。同时，针对于110KV电压特殊值的特点，在保护设计中应综合实际技术条件等进行优化配置方案。

另外，馈线是数字化变电站继电保护过程中的不可忽视的环节，其对于继电保护的效果起到非常重要的作用。因而，在保护方案的设计过程中应针对馈线进行针对性的设置。例如，对于35KV与10KV的馈线，两者各具优势需加以区别对待。通常情况下为了保障不同线路的需求会使用MU合并单元，常常5回35KV出线同电容器能够得到一个合并单元，并且通过一台交换机接入保护装置。而10KV和35KV不同，它和电容器之间无法采用合并单元，只能使用独立的合并单元。由于母线的特性，在运行过程中不仅需要采用并行设置而且需通过智能电压进行单元的切换，进而达到运行时数字化的智能切换的目的。

3 总结

综上所述，数字化变电站保护方案在保障电力系统稳定运行和电力运行过程中发挥重要作用，尤其是系统化保护方案在两套系统的设计下更具备优势，是当前继电保护的重要方案。然而，在当前技术条件的限制下依旧存在不可避免的问题，需要不断加以研究和完善，设计出更加科学与完善的保护方案进而使之发挥出更大的功效。

参考文献

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[3]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.2010年04期