淺談數字化變電站繼電保護技術

曹景然 呂英俊

摘 要 近年來，雖然我國科學技術有了快速的發展，數字化變電站繼電保護技術依然有著許多問題亟待企業管理人員去探索解決。本文通過對數字化變電站繼電保護技術的分析，探究了繼電保護系統的特點和對相關技術，并研究了繼電保護系統在數字化變電站中的應用，并就技術改進問題提出了個人的幾點建議。

【關鍵詞】數字化變電站 繼電保護 技術分析

于電力系統而言，變電站是一個接受分配電能、控制電力流向、變換電壓、調整電壓的電力設備，它通過對變壓器性能的充分利用將與各級電壓電網相連接，這也被稱為輸電與配電集結點。但是就目前而言，數字化變電站仍處在發展、創新、完善的建設過程中，這一技術還沒有完整規范的實施，而且數字化變電系統與傳統意義上的數字化變電保護裝置也有著根本的差別，所以對數字化變電繼電保護系統的分析研究就具有十分重要的意義。

1 對數字化變電站的理解

根據數字化變電站的基本作用來講，它主要是數字化變電站信息的收集、處理、模擬與數字間信息的轉化的作用，此外還可以形成和變電系統相應的信息網絡，數字化變電站的信息主要分為分層分布化、信息應用集成化、系統結構緊湊化、數據采集數字化、系統建模標準化。另一方面，相對傳統變電站來說，數字化更具有自動化管理的性能；二次接線變得更加簡單、測量精度變得更高，不用對信息重復輸入，同時因為傳統變電繼電保護變成了數字化變電站繼電保護，所以其電磁性能相較以前變得更加強大。

2 數字化繼電保護系統的特點

2.1 數字化保護裝置與傳統保護裝置的區別

數字化保護裝置與傳統保護裝置在硬件上的區別在于，數字化保護裝置的微處理器的構成是數字電路，它的核心單元有著不一樣的接口，而傳統的繼電保護裝置的主要單元則是通信接口、模擬量輸入接口、開管量輸出與輸入回路、數據處理單元。

數字化繼電保護裝置對數據的收集主要是利用電子式互感器，這和傳統繼電保護有著很大的區別。數字化繼電保護的主要構成為：通信接口、出口單元、光接收單元、中央處理單元、開入單元等。

2.2 數字化變電站繼電保護系統接口的實現

當前，在數字化變電站繼電保護中，主要是利用電子互感器對信息進行收集處理，之后，收集的信息將被通過內部光纖傳送至低壓端，再經合并單元轉化，最終將正確的格式輸出。數字化變電站繼電保護裝置相比傳統意義上的保護裝置來說具有更高的可靠性。

3 數字化繼電保護技術的應用分析

智能電網的建設，要求數字化變電站具備人性化、信息化、數字化、自動化等特性。但是目前系統內正在應用的數字化變電站繼電保護技術中卻缺乏一個完善的檢測檢查方法，相比數字化變電站繼電保護技術來說，其發展還是遠遠落后的。在數字化變電站動態仿真技術的應用中，一方面可以對故障發生、變電站運行、操作演練等有一個仿真模擬，這可以對智能儀表、自動測控系統、故障錄波設備、繼電保護設備等進行模擬信號的發送，實現對變壓器、線路、母線等的保護的監測和監控。另一方面，動態仿真還可以在數字化變電站應用中對系統及設備性能進行客觀的評價。

4 數字化變電站繼電保護技術所處的新環境

當今時代，隨著科學技術的不斷發展，微機化在變電站繼電保護裝置中越來越明顯，而且計算方法科學、存儲能力強、運算能力快等優點在處理器中也日趨顯現。同時，數字化變電站繼電保護裝置還可以對大規模電路中的數字進行過濾、對數據進行收集、對模數進行轉換，也避免了設備的運行受到干擾，進而可以整體上提高裝置的運行效率及運行速度。并且數據的收集處理較之前相比也有了明顯的改善。但是由于科學技術的飛速發展，繼電保護技術也日新月異，所以這一繼電保護系統也面臨著許多挑戰。

4.1 繼電保護系統性能的提高

數字化變電站繼電保護技術的提高首先需要設備一方面可以增強存儲能力進而對故障實施保護，并且可以快速的測量監視電力狀態的運行參數。另一方面還要優化系統自身的控制技術，比如對狀態預測、神經網絡、人工智能、模糊控制等控制的完善性。

4.2 提高繼電保護的可靠性

如今的數字化變電站繼電保護系統的可靠性不僅需要使元件不受影響，盡量降低溫度、使用年限的影響，還要滿足系統的優化和調試。并且可以在數字化保護系統的自檢和巡檢方面，利用軟件對元件、軟件本身、部件的各種運行狀況進行檢測。

5 優化數字化變電站繼電保護技術

5.1 對于分布式母線的保護

系統電網中母線占據著十分重要的地位。然而傳統對于母線的保護裝置就存在著抗干擾性弱，二次接線繁雜、擴展性差等的問題。但是數字化對于分布式母線的保護則可以對這些問題起到很好的分散保護作用。并且傳統的母線保護也無法滿足對通訊數據日益變大的需求，而數字化則可以很好的解決這一難題。

5.2 對于變壓器的保護

在繼電保護裝置中，對于變壓器的保護主要是避免電路短路產生的差動，正確及時辨別勵磁涌流和故障電流，對于這一問題，傳統的保護極易出現轉化不明確和誤判情況。而數字化繼電保護因其自身所具有的對電流的高保真轉變、高頻分量的優點可以在短時間內高準確率的對故障電流等進行分辨，并且根據檢測的故障對變壓器實施切實有效的保護。在傳統的繼電保護中，變壓器保護用互感器往往因不同廠家規格的也不相同，所以就在很大程度上影響了電流的平衡，但是電子互感器的引入就很好的提高了靈敏度，降低了誤差。

6 結語

就目前而言，在我國統一化、自動化、數字化、網絡化智能系統的建立，要在以后的幾年里通過規劃設計目標、分階段建設目標等步驟來逐漸實現。并且數字化變電站繼電保護技術的全面建設也是智能電網建設的根本前提。與此同時，隨著數字化變電站的不斷發展，對繼電保護技術的要求也越來越高。

參考文獻

[1]李先妹，黃家棟，唐寶鋒.數字化變電站繼電保護測試技術的分析研究[J].電力系統保護與控制，2012，03：105-108.

[2]東春亮，牛敏敏.關于數字化變電站繼電保護技術的分析與探討[J].電子制作，2014，06：224-225.

[3]曹龍.數字化變電站繼電保護的優化配置方案淺談[J].通訊世界，2015，03：147-148.

作者簡介

曹景然，370923199603250323，山東科技大學濟南校區，電氣信息系，研究方向為電氣工程及其自動化。

作者單位

山東科技大學 山東省濟南市 250031