数字化变电站继电保护技术分析

李官宇　李彦　李媛媛

摘 要：目前，数字化变电站继电保护技术在电力系统中应用逐渐广泛，成为电力系统发展的主要趋势，提高了变电站的运行安全。本文对数字化变电站继电保护技术在电力系统中应用原理、特点，设置进行了探讨，分析了数字化变电站继电保护的应用情况。

关键词：数字化；变电站；继电保护；技术分析

中图分类号：TM63 文献标识码：A

0.概述

在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。而随着科技的不断进步和供电需求的增加，数字化在变电站继电保护技术中的应用也得到了很大的关注，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。

1.数字化变电站继电保护应用原理

数字化变电站继电保护在应用中是指按照IEC61850标准和通信规范的基础建立，由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建的装置。在变电站继电保护中通过电子互感器进行数据采集，在互感器中数据利用光纤使用光数字信号再把数据传输到低压的一端，进行处理后完成得出满足标准的数字量的输出，可以实现变电站的所有范围，包含一次设备的变压器、互感器，二次设备的控制、保护，以及数据应用、软件开发等。其中，智能化一次设备包括光电互感器、电子互感器和智能化开关等，网络化二次设备分层包括间隔层、过程层和站控层。

2.数字化变电站继电保护应用特点

在数字化变电站继电保护中，根据实际的应用效果来看，它的特点重点体现在具有可靠性、完整性、实时性的高质量信息，具有统一的数据模型、功能模型；在数据传输方面可以实现无缝交换，在变电站传输和处理上可以实现信息全数字化；各种设备和功能可以共享统一的信息平台，同时过程层设备智能化。

3.数字化变电站继电保护应用技术

数字化变电站继电保护技术的应用应该本着对未来技术发展、应用需求以及先进性、继承性、经济性的原则，通过确立分阶段建设目标以及规划设计目标等的战略决策加以实现。

3.1 数字化变电站继电保护硬件框架图。在实际应用中数字化变电站继电保护的硬件结构图一般包括光接收单元、开入单元、中央处理单元以及出口单元等组成。

3.2 数字化变电站继电保护配置设置。现在在电力系统的配置设置方面，一方面绝大多数是采用光纤接口形式的插件；另一方面是寻找GOOE光纤通信接口代替I/O接口插件；第三就是把CPU插件的模拟量处理统一更换为通信接口处理。这些改进和传统的继电保护配置相比较而言有了很大的改进，在实际的工作应用中提高了效率。另外在变压器的配置设置方面，也有了很大的突破。每一台变压器都可以应用一个MU合并单元进行采集母线电压、主变压器各侧电流。在主变压器上采取的是差动保护、高低侧电能表措施，并由MU合并单元。

3.3 数字化变电站继电保护网络选型。数字化变电站继电保护网络上多个CPU协同完成全信息的采样、保护算法与控制命令的形成；两级网络则全部采用100MHz以太网技术。同时在应用中，适合网络运行最适宜的环境条件就是满足采样的同步进行和确保命令的最快输出，在一定程度上给网络提出了更价严格的通信速度，以及合适的通信协议。

3.4 数字化变电站继电保护测试平台。数字化变电站继电保护的应用是由测试平台完成的，它是由数字化继电保护测试仪，网络负载模拟仪、网络分析仪等组成，具体如图1所示。

简单分析网络负载模拟仪的作用是把模拟网络负载较重或网络风暴发生的情况网络性能下降对被测保护装置功能的影响；而网络分析仪则是把保护装置测试的结果异常出现时对SMV等报文的事后分析。

结语

根据上面的综合阐述分析得知，数字化变电站继电保护在实际应用中着重体现出了它自身的优点，实现了电力系统中光纤取代电缆，电磁兼容性能优越的性能，功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入；达到了测量精度高和无饱和等状态，实现了信息传输通道的自检，管理自动化。但是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。

参考文献

[1]王媛.变电站新型综合保护与监控系统的研究[D].华北电力大学，2013.