数字化变电站继电保护技术

宫立咏 徐 普 杨园秀

国网新疆电力公司阿勒泰供电公司

数字化变电站继电保护技术

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目前电力系统出现异常时，采用继电保护技术可以切除系统故障或者发出信号，减少供电系统的损失，缩小故障发生的范围，进一步确保供电系统的安全。在实际的应用中，继电保护技术可以满足测量、执行等条件，具有一定的灵敏度、选择性强、安全可靠等特点，在保障电力系统安全运行，防止重大事故方面越来越多地被使用。数字化在变电站继电保护技术中的应用得到了很大的关注，可以实现收集、传输、分析处理以及输出的全部过程，并由过去的模拟信息全部转换为数字信息，建立与之相适应的通信网络和系统。

建筑工程；造价；问题；措施

1、数字化变电站与传统变电站继电保护的比较分析

与传统的变电站继电保护装置相比，数字化继电保护装置性能得到了较大提升，在相关的硬件和软件上均获得了较大突破，一些传统矛盾问题得到了有效解决，也较好的满足了低成本、高收益的建设总要求。传统变电站继电保护，其硬件方面的处理器还不够数字和科学，如果发生问题，对整个电路的影响较大。同时作为核心单元，其周围接口各不相同，需要接近不同的线路，某种程度上增加了建设成本，也非常不利于保护装置的正常运作。数字化变电站继电保护装置，其硬件主要采取电子式互感器实施数据的采集，这是与传统变电站的根本区别，该保护技术可以较好的实现在线监测，该技术在状态检修中应用频率最高，较大幅度的提升了检修技术层次，其可以实现对于装置早期故障缺陷的预判，有针对性的安排专业对口人员实施修理。同时也要看到，随着信息技术的发展，该技术还能较好的提升工作效率，降低工作强度，需要注意的是对于检修设备的配备以及操作人员综合素质也提出了一定的要求。

2、数字化变电站继电保护技术面临的挑战

信息技术的不断发展使得数字化变电站改进成为可能，但随着用电安全性、可靠性以及稳定性要求的越来越高，该项技术也面临着新的挑战。

2.1 对于继电保护装置性能提出了更高的要求

数字化变电站继电保护性能应包含以下几个方面的内容：(1)要能实现对电力参数的实时监测；(2)考察其信息存储能力，确保其可以存储有效的记忆故障点，使其能够通过自检来避免故障的出现，达到减少故障的目的；(3)考察其技术和算法的先进性，提升系统准确性；(4)在确保以上指标的基础上，确保系统构建的经济性。

2.2 对于系统的拓展性提出了更高的要求

系统扩展性能力也是考察数字化技术的一个主要关键，继电保护作为提供安全性和可靠性的关键点，对继电保护设备的可扩展性以及数字化也提出了新的更高的要求。

2.3 对于其可靠性也提出了更高的要求

这里的可靠性不仅仅指软件的可靠性，还指对于其硬件的可靠性，主要指其元件不受温度、电源以及使用寿命等因素的影响，提升其自检能力。

3、加强数字化变电站继电保护技术的举措

3.1 抓好继电保护技术的设计

目前，我国数字化变电站的继电保护设计方案主要依据为《工程应用模型》，该模型根据变电站功能的实现以及实际需求明确了设计的规范和标准，其基础为信息交互的数字化、共享的标准化以及平台的网络化，其基本设计原则为信息技术、资源节约、造价降低和安全稳定，保持对传统继电保护技术的继承和创新，换句话说就是在原有基础上，积极运用新技术、新装置，实现继电保护技术的“四性”要求，即灵敏、速动、选择和可靠性，在建设过程中要逐步推进，保持合理的冗余，做到一致性和操作性的统一，具体来说有以下几点要求：(1)对线路保护提出了要求。线路保护应该包含站内保护、检测和控制的有机统一，并根据具体情况进行单套设置，保护方式主要采取直接采样，然后直接跳至断路器。(2)对于变压器保护提出了要求。主要是按照规范和标准要求，针对不同的变压器应采取不同的保护装置。(3)对于母联保护提出了要求。其与线路保护基本相似，仅仅在结构上实施了优化，主要将母联保护设备直接连结合职能终端和合并单元，不需要数据的传递就可以实现采样和跳闸，能跨间隔进行信号传递，从而更好的实现监测、保护和控制一体化。

3.2 抓好数字化变电站继电保护现场检验

继电保护装置由于执行的是回路系统，所以在一般正常运行过程中，其回路系统通常采取下放作业方式，在下放过程层的过程中，使得各类智能装置仅仅运算其“逻辑”功能。对于过程层来说，间隔层与过程层间的间隔距离相对较远。对主变回路来说，其同时涉及了高压和低压部分，从而使得二次设备安装较为分散，不够集中，从而导致回路检验难度增大，复杂的程度也更加提高。单元同步采集电压、电流数据，实现原始数据的转发、封装。如果需要接受多路转换数据，并对传输过程中的畸变进行检验，对于经过检验过的电压和电流要传输给测控和二次保护设备，由于对于电流和电压的采样频率较高，所以一般还要求设备有着较好的抗干扰能力，同时还要保持及时通信状态。

3.3 数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题

由于不同企业的网络接口、电子互感器和合并单元等具有差异处理技术，也使得数据的传输时序形成差异，导致不同程度的出现延时。所以，同步处理变电站采样数据，不仅仅有利于实现与过程层数据的同步，还能对与时钟同步的差异影响进行消除，还能实现准确辨别采样数据的时间等。

3.4 抓好动态仿真系统在数字化变电站中的应用

数字化智能电网建设的特性主要包括自动化、信息化和人性化，从现阶段我国正在运营的数字化变电站来看，其继电保护装置二次设备没有一个较为健全完善的检测检查方法手段，这也远远滞后于数字化设备的发展，动态仿真系统在数字化变电站中的运用，就是使其能够对故障发生，对演练操作或者运行方法有一个仿真模拟的基础和前提，使之能够对继电保护设备、自动测控系统、故障录波设备、智能仪表等二次装置实施模拟信号的发送，以此来实现对于母线、变压器的保护和监控，不光如此，该仿真系统还能在数字化变电站运用中对其系统性能和设备性能进行一个较为客观的评价。

总之，随着信息技术的飞速发展，为了应对数字化变电站继电保护技术将来有序发展、并满足应用需求，保持一定的先进性、继承性、科学性等，电力系统中这一核心技术还需要进行深入研究，以便满足各种生产、生活需要。

[1]李官宇，李彦，李媛媛.数字化变电站继电保护技术分析[J].中国新技术新产品，2017，01：23.

[2]农济阳.数字化变电站继电保护技术[J].通讯世界，2017，06：204-205.