數字化變電站繼電保護技術

宮立詠?徐?普?楊園秀

國網新疆電力公司阿勒泰供電公司

數字化變電站繼電保護技術

宮立詠?徐?普?楊園秀

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目前電力系統出現異常時，采用繼電保護技術可以切除系統故障或者發出信號，減少供電系統的損失，縮小故障發生的范圍，進一步確保供電系統的安全。在實際的應用中，繼電保護技術可以滿足測量、執行等條件，具有一定的靈敏度、選擇性強、安全可靠等特點，在保障電力系統安全運行，防止重大事故方面越來越多地被使用。數字化在變電站繼電保護技術中的應用得到了很大的關注，可以實現收集、傳輸、分析處理以及輸出的全部過程，并由過去的模擬信息全部轉換為數字信息，建立與之相適應的通信網絡和系統。

建筑工程；造價；問題；措施

1、數字化變電站與傳統變電站繼電保護的比較分析

與傳統的變電站繼電保護裝置相比，數字化繼電保護裝置性能得到了較大提升，在相關的硬件和軟件上均獲得了較大突破，一些傳統矛盾問題得到了有效解決，也較好的滿足了低成本、高收益的建設總要求。傳統變電站繼電保護，其硬件方面的處理器還不夠數字和科學，如果發生問題，對整個電路的影響較大。同時作為核心單元，其周圍接口各不相同，需要接近不同的線路，某種程度上增加了建設成本，也非常不利于保護裝置的正常運作。數字化變電站繼電保護裝置，其硬件主要采取電子式互感器實施數據的采集，這是與傳統變電站的根本區別，該保護技術可以較好的實現在線監測，該技術在狀態檢修中應用頻率最高，較大幅度的提升了檢修技術層次，其可以實現對于裝置早期故障缺陷的預判，有針對性的安排專業對口人員實施修理。同時也要看到，隨著信息技術的發展，該技術還能較好的提升工作效率，降低工作強度，需要注意的是對于檢修設備的配備以及操作人員綜合素質也提出了一定的要求。

2、數字化變電站繼電保護技術面臨的挑戰

信息技術的不斷發展使得數字化變電站改進成為可能，但隨著用電安全性、可靠性以及穩定性要求的越來越高，該項技術也面臨著新的挑戰。

2.1 對于繼電保護裝置性能提出了更高的要求

數字化變電站繼電保護性能應包含以下幾個方面的內容：(1)要能實現對電力參數的實時監測；(2)考察其信息存儲能力，確保其可以存儲有效的記憶故障點，使其能夠通過自檢來避免故障的出現，達到減少故障的目的；(3)考察其技術和算法的先進性，提升系統準確性；(4)在確保以上指標的基礎上，確保系統構建的經濟性。

2.2 對于系統的拓展性提出了更高的要求

系統擴展性能力也是考察數字化技術的一個主要關鍵，繼電保護作為提供安全性和可靠性的關鍵點，對繼電保護設備的可擴展性以及數字化也提出了新的更高的要求。

2.3 對于其可靠性也提出了更高的要求

這里的可靠性不僅僅指軟件的可靠性，還指對于其硬件的可靠性，主要指其元件不受溫度、電源以及使用壽命等因素的影響，提升其自檢能力。

3、加強數字化變電站繼電保護技術的舉措

3.1 抓好繼電保護技術的設計

目前，我國數字化變電站的繼電保護設計方案主要依據為《工程應用模型》，該模型根據變電站功能的實現以及實際需求明確了設計的規范和標準，其基礎為信息交互的數字化、共享的標準化以及平臺的網絡化，其基本設計原則為信息技術、資源節約、造價降低和安全穩定，保持對傳統繼電保護技術的繼承和創新，換句話說就是在原有基礎上，積極運用新技術、新裝置，實現繼電保護技術的“四性”要求，即靈敏、速動、選擇和可靠性，在建設過程中要逐步推進，保持合理的冗余，做到一致性和操作性的統一，具體來說有以下幾點要求：(1)對線路保護提出了要求。線路保護應該包含站內保護、檢測和控制的有機統一，并根據具體情況進行單套設置，保護方式主要采取直接采樣，然后直接跳至斷路器。(2)對于變壓器保護提出了要求。主要是按照規范和標準要求，針對不同的變壓器應采取不同的保護裝置。(3)對于母聯保護提出了要求。其與線路保護基本相似，僅僅在結構上實施了優化，主要將母聯保護設備直接連結合職能終端和合并單元，不需要數據的傳遞就可以實現采樣和跳閘，能跨間隔進行信號傳遞，從而更好的實現監測、保護和控制一體化。

3.2 抓好數字化變電站繼電保護現場檢驗

繼電保護裝置由于執行的是回路系統，所以在一般正常運行過程中，其回路系統通常采取下放作業方式，在下放過程層的過程中，使得各類智能裝置僅僅運算其“邏輯”功能。對于過程層來說，間隔層與過程層間的間隔距離相對較遠。對主變回路來說，其同時涉及了高壓和低壓部分，從而使得二次設備安裝較為分散，不夠集中，從而導致回路檢驗難度增大，復雜的程度也更加提高。單元同步采集電壓、電流數據，實現原始數據的轉發、封裝。如果需要接受多路轉換數據，并對傳輸過程中的畸變進行檢驗，對于經過檢驗過的電壓和電流要傳輸給測控和二次保護設備，由于對于電流和電壓的采樣頻率較高，所以一般還要求設備有著較好的抗干擾能力，同時還要保持及時通信狀態。

3.3 數字化變電站繼電保護及電子式互感器的采樣同步問題

由于不同企業的網絡接口、電子互感器和合并單元等具有差異處理技術，也使得數據的傳輸時序形成差異，導致不同程度的出現延時。所以，同步處理變電站采樣數據，不僅僅有利于實現與過程層數據的同步，還能對與時鐘同步的差異影響進行消除，還能實現準確辨別采樣數據的時間等。

3.4 抓好動態仿真系統在數字化變電站中的應用

數字化智能電網建設的特性主要包括自動化、信息化和人性化，從現階段我國正在運營的數字化變電站來看，其繼電保護裝置二次設備沒有一個較為健全完善的檢測檢查方法手段，這也遠遠滯后于數字化設備的發展，動態仿真系統在數字化變電站中的運用，就是使其能夠對故障發生，對演練操作或者運行方法有一個仿真模擬的基礎和前提，使之能夠對繼電保護設備、自動測控系統、故障錄波設備、智能儀表等二次裝置實施模擬信號的發送，以此來實現對于母線、變壓器的保護和監控，不光如此，該仿真系統還能在數字化變電站運用中對其系統性能和設備性能進行一個較為客觀的評價。

總之，隨著信息技術的飛速發展，為了應對數字化變電站繼電保護技術將來有序發展、并滿足應用需求，保持一定的先進性、繼承性、科學性等，電力系統中這一核心技術還需要進行深入研究，以便滿足各種生產、生活需要。

[1]李官宇，李彥，李媛媛.數字化變電站繼電保護技術分析[J].中國新技術新產品，2017，01：23.

[2]農濟陽.數字化變電站繼電保護技術[J].通訊世界，2017，06：204-205.