基于數字化變電站繼電保護優化配置研究

葉向鋒（陜西省地方電力（集團）有限公司南鄭縣供電分公司，陜西　漢中　723102）

基于數字化變電站繼電保護優化配置研究

葉向鋒
（陜西省地方電力（集團）有限公司南鄭縣供電分公司，陜西漢中723102）

摘要：電力系統當中變電站的地位舉足輕重，是煤礦整個電力系統的重要組成部分，變電站的快速發展向著數字化與智能化的方向轉變，隨之而來的安全問題應引起變電工作人員重視。數字化的繼電保護是提升變電站安全性能的有效途徑。本文結合了作者多年的工作經驗，對數字化繼電保護裝置的配置優化進行了探討。

關鍵詞：數字化變電站;繼電保護;配置研究

0　前言

隨著企業發展速度加快，煤礦企業加快了數字化變電站的建設步伐，數字化技術的應用不僅提升了變電站設備的自動化程度以及工作效率，而且能夠保證基礎的企業用電和商業用電。為了保證電網完全穩定的運行，增強數字化的建設對變電站是非常有必要的。

1　數字化變電站的主要技術支持

數字化變電站主要是由IEC61840為技術基礎，由智能電力開關、交互式電子傳感器等一些一二級設備分層次組成，能夠及時收集、反映、傳輸變電站當中的電氣信息，對于變電站中的信息共享有著重要的意義。與傳統的變電站相比數字化變電站主要具有以下三種技術優勢：

1.1數據采集數字化

收集數據信息是變電站中的重要工作，數字化的收集方式就是通過使用數字化傳感器收集變電站機組當中的電壓、電流、電氣等信息數據，與傳統的互感器不一樣，數字化互感器會將變電站中的一二級設備分開檢測，而且可以將二級設備直接與數字化接口連接，并且還具有高精度、范圍廣等特點。

1.2采用分層分布的技術形式

變電站分為三層，即站控層、間隔層、設備層，其中站控層主要是監控變電站的主機，間隔層監控變電站中的所有元件，設備層主要包括電力互感器、隔離開關、變壓器等一些技術設備。數字化變電站主要采取分層分布的方式，主要具有以下三點優勢：

（1）不同功能的設備元件安裝到不同的設備上，避免一個元件出錯導致整個系統癱瘓。

（2）數字化系統可以進行在線巡查工作，隨時監控設備內的各種裝置與設備。

（3）具有較高的靈活性，可以進行在線升級。

1.3系統結構緊湊

智能一次設備主要由監控裝置、保護裝置以及故障波記錄器組成。對于一個智能的變電站，簡單的控制方式是每個工作人員都希望得到的，以上所述三種裝置組成了數字化的控制系統，結構相當的緊湊操作方式較為簡單。

2　數字化變電站繼電保護的優化方案

2.1數字化保護性能的改善方式

為了發揮數字化技術的最大效果，我們應該從以下幾點做起。

（1）過程層分布式母線保護。母線是電力系統中比較重要的線路，同時也是故障發生率較高的線路之一，主要是與二次接線的復雜程度有關。分布式母線保護技術主要是利用了現代網絡技術以及能能斷路器等裝置，將母線當中的負壓閉鎖元件給去除掉，從而讓母線更加簡單;（2）數字化的變壓保護。數字化電流互感器具有高頻分化、高保真等優點，可以根據電磁涌流的大小來判斷變電站機組是否出現故障，從而可以防范變壓器差動保護的問題;（3）輸電線路的保護。對于變電站中的過程層線路保護來說，主要保護方式是橫縱聯動的，備用保護被安置在集中式保護當中。如果主接線是單向斷路器，則由主保護的光纖信號出口對其進行保護

2.2數字化變電站繼電保護配置方案

2.2.1常規方案

常規的保護方案主要是根據不同的對象來采取不同的保護方式，輸電線保護、母線保護等一些邏輯上的轉變不在考慮范圍當中，而是應該考慮到光纖通信采集接口替代原信息處理接口的輸出插件、Gooes光纖通信接口取代傳統的I/o通信接口等等。通過上述方式進行改造，可以實現單個元件的保護任務，是目前數字化繼電保護的一種有效途徑。

另外，還應該在主變壓器上設置一個MU合并檢測單元，可以對主變壓器的電流、電壓進行實時的數據采集，并且將這些數據提供給變電站內的多個相關設備。變電中某些單元是由合并單元直接提供的，有些卻又是經交換機交換后得到的數據信息。變電站中的10Kv輸電線、電容器均要設置合并單元。此外，變電站內的所有保護裝置除了要連接到Goose網絡采集接口上，還應該連接到站控層，通過連接的方式來收發相關的指令。

變電站常規保護方案是企業變電站最常用的方案，但是這種方案具有網絡構架復雜與應用設備多等缺點，難以適應變電站數字化的發展進程，以及智能化繼電保護的需求。

2.2.2變電站集成保護方案

隨著數字化、智能化等先進技術的運行，這些先進的科學技術和智能的電子設備在變電站中的使用量越來越大，逐漸有了舉足輕重的地位，拉近了變電站設備與設備、部門與部門之間的距離，信息共享是數字化變電站的重要依據。數字化變電站繼電保護應該滿足雙重化保護方案，每一套保護系統都應該由多個環節組成，這套方案不僅能夠對變電站中的所有單位起到保護效果，還能實現有效的遠程監控。

所謂的集成保護方案，就是指在所有的主變壓器上安裝相同的MU合并單元，經不同的光纖連接到合并單元的交換機上，10kv電容出口應該由合并單元交換機與保護裝置組成，使用光纖將兩套設備連接起來。

3　結束語

數字化、智能化的變電站是目前我國電力系統發展的趨勢，但是，這種工作模式對于變電站來說是一種新興技術，變電站的工作人員還不能熟練使用全部的系統，因此，我們應該注重數字化與智能化的培訓力度，增強變電站工作人員的工作意識。

參考文獻：

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