數字化變電站繼電保護優化配置分析

摘要：為了能夠維持國家的可持續發展，對變電站數字繼電保護進行優化裝置，是現階段社會發展的要求，也是變電站發展的必然趨勢。從我國發展的形式來看，優化配置數字化變電站繼電保護工作已經取得了初步的成果。文章主要就數字化變電站繼電保護優化配置進行分析和研究，以期為相關人士提供相關的參考資料。

關鍵詞：數字化變電站；繼電保護；優化裝置；供電系統；電力故障

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0126-02

在數字化變電站迅猛大發展背景下，對其進行優化配置顯得尤為重要。在供電系統中應該采取積極有效的保護措施，以避免故障產生的可能性，同時為故障產生時的及時救援打下堅實的基礎，保證電力系統的安全可靠性。為了能夠維持國家的可持續發展，對變電站數字繼電保護進行優化配置，是現階段社會發展的要求，也是變電站發展的必然趨勢，對其進行優化配置，是現階段比較有效的一種措施，從我國發展的形式來看，優化配置數字化變電站繼電保護工作已經取得了初步的成果。

1 數字化變電站概述

數字化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。數字化變電站是應用IEC61850進行建模和通信的變電站，數字化變電站體現在過程層設備的數字化、整個站內信息的網絡化以及開關設備的智能化實現。

1.1 智能化的一次設備

一次設備被檢測的信號和被控制的操作驅動回路經過重新設計、采樣微處理器和光電技術設計，使原來要通過二次采樣電纜輸入的電壓電流信號，通過電子式互感器取代傳統互感器的方式，原來開關位置、閉鎖信號和保護、測控的跳合閘命令等原來用二次電纜傳輸的信號量，都通過集成智能化一次設備實現。簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程器件代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電式數字量和光纖網絡代替。

1.2 網絡化的二次設備

變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源其享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

1.3 自動化的運行管理系統

變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。

2 數字化變電站繼電保護配置分析

2.1 繼電保護的GOOSE需求分析

電力系統繼電保護有4個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。其中選擇性和靈敏性與繼電保護系統（包括量測和保護通信）相關，GOOSE主要影響繼電保護的速動性和可靠性。在相同的一次、二次設備條件下，與傳統保護接點直接跳閘方式相比，繼電保護采用GOOSE報文經網絡發信給智能操作箱的方式增加了中間環節，保護總動作時間有所延長，關鍵在于這段延時能否穩定地控制在一定的時間范圍內。采用GOOSE后，繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號。與傳統回路方式相比，可靠性主要體現在網絡的可靠性和運行檢修及擴建的安全性上。

2.2 分布式保護和控制

2.3 電子式互感器接入保護裝置設計方案

3 數字化變電站繼電保護優化配置的分析

3.1 數字化集成保護優化配置

在科學技術不斷發展的時代背景下，數字化變電站繼電保護優化技術也不斷更新，而系統性保護優化配置在IEC61850、數字化一次設備以及網絡二次設備廣泛應用的基礎上，使之能夠符合變電站信息共享以及互相操作的目的，從而能夠全面保護變電站；而系統性保護優化配置也是在這個基礎上形成的一種保護優化配置方案，系統性保護優化配置方案一般采用雙重化優化配置的方法，這兩個系統可以一起運轉，相輔相成，其也可以單獨運行。這兩者配置沒有任何區別，所采用的工作原理也近乎相同，其操作簡單、分析全面，同時也是全面保護配置方案的基礎依據。雖然數字化保護優化配置有許多優點，能夠準確迅速地分析問題以及達到信息共享，但是其中也存在很多缺點。經過多次的技術改進，系統性保護優化配置已經完成了多個方案進行共同使用的目的，與常規性保護優化配置方案比較，系統性保護優化裝置的網絡結構較為簡單、易操作，裝置設備也較為簡單，但其對操作技能有更高的要求，所以，在實際操作中應該選取高技能、高水平的專業操作人員。

3.2 110kV特殊值和35kV、10kV饋線保護優化配置

110kV電壓是目前我國許多變電站的額定工作電壓，所以在配置保護方案時，應該時刻注意，在各個工作環節中重視額定電壓的配置，不能忽視其對額定電壓的作用。這個工作環節與常規互感器的使用情況一樣，其主要根據確定的目標進行優化配置，值得一提的是數字化繼電保護優化裝置不僅能夠實現繼電保護，而且還能夠達到額定工作電壓的要求。對于額定電壓（11kV）的保護，應該根據不同的地方，對當地的設備、技術以及經濟發展等具體情況，確定恰當的保護優化配置方案。在數字化變電站保護優化配置中饋線有著不可或缺的作用以及地位，是非常重要的環節，因此，在設計保護優化裝置時應該對饋線進行詳細的研究和分析，制定合理的方案，進而確保繼電設備的正常運行；對于10kV、35kV饋線的問題，其中存在著不同和相同之處，所以對待不同問題應該有所區分。母線電壓要求分段并列運行，而分段進行主要采用智能電壓變換單元來完成，并實現最終運行時的數字變換功能，進而提高變電站的工作效率，確保變電站的正常運行。

4 結語

在數字化不斷發展的環境中，變電站對數字化的應用也較為廣泛，對變電站繼電設備進行數字化優化配置，是社會發展的需求，也是新時代背景下，變電站發展的必然趨勢，對其進行數字化優化配置，能夠有效提高繼電保護措施，還能提升變電站的工作效率，提升變電站的經濟效益，為變電站的安全運行提供可靠的保障。

參考文獻

[1] 孟祥輝.繼電保護在數字化變電站的優化配置研究[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（35）.

[2] 磨亞強.數字化變電站繼電保護優化配置探討[J].電子世界，2014，（10）.

[3] 張春蘭.簡述數字化變電站繼電保護優化配置[J].通訊世界，2013，（12）.

作者簡介：左晨（1987-），男，浙江金華人，國網浙江省電力公司金華供電公司助理工程師，研究方向：繼電保護。endprint

摘要：為了能夠維持國家的可持續發展，對變電站數字繼電保護進行優化裝置，是現階段社會發展的要求，也是變電站發展的必然趨勢。從我國發展的形式來看，優化配置數字化變電站繼電保護工作已經取得了初步的成果。文章主要就數字化變電站繼電保護優化配置進行分析和研究，以期為相關人士提供相關的參考資料。

關鍵詞：數字化變電站；繼電保護；優化裝置；供電系統；電力故障

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0126-02

在數字化變電站迅猛大發展背景下，對其進行優化配置顯得尤為重要。在供電系統中應該采取積極有效的保護措施，以避免故障產生的可能性，同時為故障產生時的及時救援打下堅實的基礎，保證電力系統的安全可靠性。為了能夠維持國家的可持續發展，對變電站數字繼電保護進行優化配置，是現階段社會發展的要求，也是變電站發展的必然趨勢，對其進行優化配置，是現階段比較有效的一種措施，從我國發展的形式來看，優化配置數字化變電站繼電保護工作已經取得了初步的成果。

1 數字化變電站概述

數字化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。數字化變電站是應用IEC61850進行建模和通信的變電站，數字化變電站體現在過程層設備的數字化、整個站內信息的網絡化以及開關設備的智能化實現。

1.1 智能化的一次設備

一次設備被檢測的信號和被控制的操作驅動回路經過重新設計、采樣微處理器和光電技術設計，使原來要通過二次采樣電纜輸入的電壓電流信號，通過電子式互感器取代傳統互感器的方式，原來開關位置、閉鎖信號和保護、測控的跳合閘命令等原來用二次電纜傳輸的信號量，都通過集成智能化一次設備實現。簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程器件代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電式數字量和光纖網絡代替。

1.2 網絡化的二次設備

變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源其享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

1.3 自動化的運行管理系統

變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。

2 數字化變電站繼電保護配置分析

2.1 繼電保護的GOOSE需求分析

電力系統繼電保護有4個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。其中選擇性和靈敏性與繼電保護系統（包括量測和保護通信）相關，GOOSE主要影響繼電保護的速動性和可靠性。在相同的一次、二次設備條件下，與傳統保護接點直接跳閘方式相比，繼電保護采用GOOSE報文經網絡發信給智能操作箱的方式增加了中間環節，保護總動作時間有所延長，關鍵在于這段延時能否穩定地控制在一定的時間范圍內。采用GOOSE后，繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號。與傳統回路方式相比，可靠性主要體現在網絡的可靠性和運行檢修及擴建的安全性上。

2.2 分布式保護和控制

2.3 電子式互感器接入保護裝置設計方案

3 數字化變電站繼電保護優化配置的分析

3.1 數字化集成保護優化配置

在科學技術不斷發展的時代背景下，數字化變電站繼電保護優化技術也不斷更新，而系統性保護優化配置在IEC61850、數字化一次設備以及網絡二次設備廣泛應用的基礎上，使之能夠符合變電站信息共享以及互相操作的目的，從而能夠全面保護變電站；而系統性保護優化配置也是在這個基礎上形成的一種保護優化配置方案，系統性保護優化配置方案一般采用雙重化優化配置的方法，這兩個系統可以一起運轉，相輔相成，其也可以單獨運行。這兩者配置沒有任何區別，所采用的工作原理也近乎相同，其操作簡單、分析全面，同時也是全面保護配置方案的基礎依據。雖然數字化保護優化配置有許多優點，能夠準確迅速地分析問題以及達到信息共享，但是其中也存在很多缺點。經過多次的技術改進，系統性保護優化配置已經完成了多個方案進行共同使用的目的，與常規性保護優化配置方案比較，系統性保護優化裝置的網絡結構較為簡單、易操作，裝置設備也較為簡單，但其對操作技能有更高的要求，所以，在實際操作中應該選取高技能、高水平的專業操作人員。

3.2 110kV特殊值和35kV、10kV饋線保護優化配置

110kV電壓是目前我國許多變電站的額定工作電壓，所以在配置保護方案時，應該時刻注意，在各個工作環節中重視額定電壓的配置，不能忽視其對額定電壓的作用。這個工作環節與常規互感器的使用情況一樣，其主要根據確定的目標進行優化配置，值得一提的是數字化繼電保護優化裝置不僅能夠實現繼電保護，而且還能夠達到額定工作電壓的要求。對于額定電壓（11kV）的保護，應該根據不同的地方，對當地的設備、技術以及經濟發展等具體情況，確定恰當的保護優化配置方案。在數字化變電站保護優化配置中饋線有著不可或缺的作用以及地位，是非常重要的環節，因此，在設計保護優化裝置時應該對饋線進行詳細的研究和分析，制定合理的方案，進而確保繼電設備的正常運行；對于10kV、35kV饋線的問題，其中存在著不同和相同之處，所以對待不同問題應該有所區分。母線電壓要求分段并列運行，而分段進行主要采用智能電壓變換單元來完成，并實現最終運行時的數字變換功能，進而提高變電站的工作效率，確保變電站的正常運行。

4 結語

在數字化不斷發展的環境中，變電站對數字化的應用也較為廣泛，對變電站繼電設備進行數字化優化配置，是社會發展的需求，也是新時代背景下，變電站發展的必然趨勢，對其進行數字化優化配置，能夠有效提高繼電保護措施，還能提升變電站的工作效率，提升變電站的經濟效益，為變電站的安全運行提供可靠的保障。

參考文獻

[1] 孟祥輝.繼電保護在數字化變電站的優化配置研究[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（35）.

[2] 磨亞強.數字化變電站繼電保護優化配置探討[J].電子世界，2014，（10）.

[3] 張春蘭.簡述數字化變電站繼電保護優化配置[J].通訊世界，2013，（12）.

作者簡介：左晨（1987-），男，浙江金華人，國網浙江省電力公司金華供電公司助理工程師，研究方向：繼電保護。endprint

摘要：為了能夠維持國家的可持續發展，對變電站數字繼電保護進行優化裝置，是現階段社會發展的要求，也是變電站發展的必然趨勢。從我國發展的形式來看，優化配置數字化變電站繼電保護工作已經取得了初步的成果。文章主要就數字化變電站繼電保護優化配置進行分析和研究，以期為相關人士提供相關的參考資料。

關鍵詞：數字化變電站；繼電保護；優化裝置；供電系統；電力故障

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0126-02

在數字化變電站迅猛大發展背景下，對其進行優化配置顯得尤為重要。在供電系統中應該采取積極有效的保護措施，以避免故障產生的可能性，同時為故障產生時的及時救援打下堅實的基礎，保證電力系統的安全可靠性。為了能夠維持國家的可持續發展，對變電站數字繼電保護進行優化配置，是現階段社會發展的要求，也是變電站發展的必然趨勢，對其進行優化配置，是現階段比較有效的一種措施，從我國發展的形式來看，優化配置數字化變電站繼電保護工作已經取得了初步的成果。

1 數字化變電站概述

數字化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。數字化變電站是應用IEC61850進行建模和通信的變電站，數字化變電站體現在過程層設備的數字化、整個站內信息的網絡化以及開關設備的智能化實現。

1.1 智能化的一次設備

一次設備被檢測的信號和被控制的操作驅動回路經過重新設計、采樣微處理器和光電技術設計，使原來要通過二次采樣電纜輸入的電壓電流信號，通過電子式互感器取代傳統互感器的方式，原來開關位置、閉鎖信號和保護、測控的跳合閘命令等原來用二次電纜傳輸的信號量，都通過集成智能化一次設備實現。簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程器件代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電式數字量和光纖網絡代替。

1.2 網絡化的二次設備

變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源其享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

1.3 自動化的運行管理系統

變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。

2 數字化變電站繼電保護配置分析

2.1 繼電保護的GOOSE需求分析

電力系統繼電保護有4個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。其中選擇性和靈敏性與繼電保護系統（包括量測和保護通信）相關，GOOSE主要影響繼電保護的速動性和可靠性。在相同的一次、二次設備條件下，與傳統保護接點直接跳閘方式相比，繼電保護采用GOOSE報文經網絡發信給智能操作箱的方式增加了中間環節，保護總動作時間有所延長，關鍵在于這段延時能否穩定地控制在一定的時間范圍內。采用GOOSE后，繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號。與傳統回路方式相比，可靠性主要體現在網絡的可靠性和運行檢修及擴建的安全性上。

2.2 分布式保護和控制

2.3 電子式互感器接入保護裝置設計方案

3 數字化變電站繼電保護優化配置的分析

3.1 數字化集成保護優化配置

在科學技術不斷發展的時代背景下，數字化變電站繼電保護優化技術也不斷更新，而系統性保護優化配置在IEC61850、數字化一次設備以及網絡二次設備廣泛應用的基礎上，使之能夠符合變電站信息共享以及互相操作的目的，從而能夠全面保護變電站；而系統性保護優化配置也是在這個基礎上形成的一種保護優化配置方案，系統性保護優化配置方案一般采用雙重化優化配置的方法，這兩個系統可以一起運轉，相輔相成，其也可以單獨運行。這兩者配置沒有任何區別，所采用的工作原理也近乎相同，其操作簡單、分析全面，同時也是全面保護配置方案的基礎依據。雖然數字化保護優化配置有許多優點，能夠準確迅速地分析問題以及達到信息共享，但是其中也存在很多缺點。經過多次的技術改進，系統性保護優化配置已經完成了多個方案進行共同使用的目的，與常規性保護優化配置方案比較，系統性保護優化裝置的網絡結構較為簡單、易操作，裝置設備也較為簡單，但其對操作技能有更高的要求，所以，在實際操作中應該選取高技能、高水平的專業操作人員。

3.2 110kV特殊值和35kV、10kV饋線保護優化配置

110kV電壓是目前我國許多變電站的額定工作電壓，所以在配置保護方案時，應該時刻注意，在各個工作環節中重視額定電壓的配置，不能忽視其對額定電壓的作用。這個工作環節與常規互感器的使用情況一樣，其主要根據確定的目標進行優化配置，值得一提的是數字化繼電保護優化裝置不僅能夠實現繼電保護，而且還能夠達到額定工作電壓的要求。對于額定電壓（11kV）的保護，應該根據不同的地方，對當地的設備、技術以及經濟發展等具體情況，確定恰當的保護優化配置方案。在數字化變電站保護優化配置中饋線有著不可或缺的作用以及地位，是非常重要的環節，因此，在設計保護優化裝置時應該對饋線進行詳細的研究和分析，制定合理的方案，進而確保繼電設備的正常運行；對于10kV、35kV饋線的問題，其中存在著不同和相同之處，所以對待不同問題應該有所區分。母線電壓要求分段并列運行，而分段進行主要采用智能電壓變換單元來完成，并實現最終運行時的數字變換功能，進而提高變電站的工作效率，確保變電站的正常運行。

4 結語

在數字化不斷發展的環境中，變電站對數字化的應用也較為廣泛，對變電站繼電設備進行數字化優化配置，是社會發展的需求，也是新時代背景下，變電站發展的必然趨勢，對其進行數字化優化配置，能夠有效提高繼電保護措施，還能提升變電站的工作效率，提升變電站的經濟效益，為變電站的安全運行提供可靠的保障。

參考文獻

[1] 孟祥輝.繼電保護在數字化變電站的優化配置研究[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（35）.

[2] 磨亞強.數字化變電站繼電保護優化配置探討[J].電子世界，2014，（10）.

[3] 張春蘭.簡述數字化變電站繼電保護優化配置[J].通訊世界，2013，（12）.

作者簡介：左晨（1987-），男，浙江金華人，國網浙江省電力公司金華供電公司助理工程師，研究方向：繼電保護。endprint