分析數字化變電站繼電保護技術

王景偉

摘 要：隨著國家經濟的發展，對于數字化變電站的要求越來越高，在發展過程中，因為對于供電的穩定性逐漸上升，為此，就需要針對數字化變電站的繼電保護系統進行升級，在其中融入更多的新的科技內容，強化繼電保護在這方面的性能，實現電力系統在運行過程中的穩定性，為國家經濟的發展營造出一個良好的供電環境。

關鍵詞：數字化；變電站；繼電保護

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0114-02

在電力系統中，因為各個區域所承擔的功能有所不同，所以在電壓上存在著差別。例如在家庭用電區域和工業用電區域電壓就存在著差別，在電力遠距離運輸區域和短距離運輸區域，電壓也存在著差別。變壓站正是在電力系統中，通過對電壓的改變，實現電能和電力的改變，是配電和輸電重要的集結點。隨著社會各個方面對于變壓器工作時的穩定性要求越來越高，在2006年，我國就實現了將變電站自動化技術向著數字化方向所發展，到如今，該技術已經得到全面的普及，在電力系統的運行中實現了先進性、經濟性，是促進我國電力系統發展重要技術革新。為此，本文根據我國在這方面進行相應的分析，對數字化變電站繼電保護技術提出如下一些淺顯的見解。

1 數字化變電站

1.1 數字化變電站簡介

數字化變電站是在傳統的自動化變電站的基礎上進行全面升級的一種變電站，在工作中數字化的變電站可以將信息采集、傳輸、處理、輸出，并能夠對其進行快速整合，通常來說，在變電站中能夠進行直接收集的信息都是一些模擬信息。

數字化變電的結構是經過多年研發形成的一種非?？茖W的體系，雖然在各個地區因為投入資金和實際建設方面的差別，在進行變電站建設時使用的設計方案會有著差異，但總體來說，數字化變電站都是由站控層、間隔層和過程層三個體系組成。站控層主要是計算機這類控制終端，間隔層主要為間隔保護的作用。過程層是傳統開關和智能開關相結合并加上電子式互感器這些設備。

1.2 變電站繼電保護技術

變電站繼電保護裝置的應用技術包括：①線路保護，在線路保護中主要是使用二段式和三段式兩種方式全面實現電路的保護，在使用中將二段式做為電流速斷保護，三段式做為過電流保護。②母聯保護，這種保護較為全面，需要電流速斷保護和過電流保護同時設置才能夠達到相應的效果。③主變保護，主變保護包括主保護和后備保護?？梢钥闯?，隨著社會的進步，對于電力系統的要求會越來越高，在繼電保護中利用將基本要求實現快速性和可靠性以及靈敏性的提升，是當前重要的發展方向。

1.3 數字化變電站繼電保護應用原理

數字化變電站繼電保護在應用中是指按照IEC61850標準和通信規范的基礎建立，由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建的裝置。在數字變電站繼電保護中通常是使用各種電子互感器收集相應的模擬信號，再將其進行相應的轉為數字信息號后，由光纖傳遞到相應的低壓端，將這些相應的數字信號進行轉化，形成穩定的數字信息，通常來說，因為光纖不會受到磁場的影響，該方式能夠將所有變電站的信息進行相應的傳遞，實現智能化信息傳遞。

2 數字化變電站繼電保護應用特點

2.1 數字化變電站提高了繼電保護的運行水平

基于IEC61850的標準數字化變電站技術是我國大部分地區使用一項技術，該技術在使用過程中雖然可以實現信息的全面數字化，因為大量光線的使用，在其中二次電纜使用的較少，雖然能夠實現使用少量的設備就能夠將不同的信息進行采集，并能夠及時的處理，實現了將各個區間的功能分散到一些獨立的保護單元中，實現了網絡化母線保護和網絡化低頻低壓減載功能。增加繼電器保護能夠運用的范圍，雖然在其中存在著一些缺陷，但是因為數據傳輸實現了全面的數字化，增加信息傳遞的正確性，減少了信息在使用中的監測和檢修方面的困擾。

2.2 數字化變電站對繼電保護技術提出了新的挑戰

繼電保護裝置在當前的電力系統中主要運用了先進的半導體處理技術、各種高速的運算能管理和一些完善的存儲能力以及一些優異的算法，在各種條件的使用情況下，該技術都能夠很好地實現模擬信息轉變為數字信息，和各種條件下的信息采集能力，在當今自動化技術向著智能化發展的進程中，運用微機化的處理技術能夠為后續的智能化處理做好技術鋪墊，但就目前的形勢而言，雖然數字化變電站在不斷的發展，但是對于繼電保護技術來說，必須要在其中進行更加全面的升級，才能夠保證在新的環境下幫助變電站適應新的技術條件。

2.2.1 更高的繼電保護性能

該項性能主要需要對電力狀態參數檢查和收集進行提升，尤其是在當今數字化的變電站中，繼電保護技術肯定是朝著更加信息化和自動化的方向發展，在進行各系統的建設中，為了提升在繼電保護方面的性能，就需要在諸如電子感應技術上進行數據收集，并且增加系統的儲存信息的能力，并且在其中加入更多的算法，構建出科學的運算網絡，在滿足更加靈敏的繼電保護的情況下，減少相應的成本。

2.2.2 更好的系統軟硬件的擴展能力

該項性能在使用中主要體現在對于硬件的研發上，雖然我國的電子信息技術較為完備，但是在繼電保護系統上并沒有在其中進行有效的挖掘，為此，在發展該技術時，可以利用現在較為完備的硬件制作能力，針對不同環境和規模的數字化變電站制定不同的硬件。這樣能夠使得變電站在管理中搭載更加高級和全面的軟件系統，實現更加科學的數字化管理。

隨著變電站對于繼電保護的要求越來越多，在發展中對于可靠性的要求也就越來越高，尤其是隨著各種電子元器件的加入，很多的系統在不同的環境下會產生不同的工作狀態，使得變電站在發生故障的原因逐漸變多，同時還變得更加的細化，為此，在進行這一工作時，需要繼電器與時俱進，發展出相應的技術來實現在這方面的健全發展。

2.3 新型繼保技術在數字化變電站的應用

2.3.1 智能變電站繼電保護測試儀

智能化是當今各種自動化技術的主要發展方向，在變電站中因為大量的（IEC-61850）運用，在變電站中也逐漸實現了智能化的發展，利用自動化技術可以減少工作人員在高壓環境下的工作時間，避免相應的危險，運用智能化技術將可以極大地減少變電站的日常運營中的人力成本，是當前信息化時代的重要發展內容。

2.3.2 全數字化變電站動態仿真系統

數字化變電站具有信息化、數字化、互動化、自動化的特點，是智能電網建設的重要內容。目前國內在運多座不同模式數字化變電站，其繼電保護等二次設備性能尚無有效檢測手段，無法滿足全數字化變電站數字化設備的檢驗和監測要求。

動態仿真系統是當前數字化變電站已經建設的較為完善的情況下，結合變電站在工作中的實際情況，對繼電保護進行二次設備的防護的主要手電。隨著在數字化方面的發展，對于信息的收集和處理工作越來越科學，將能夠在極端的時間內將數字化變電站中的信息化、數字化以及互動化等各個性能發展到最為適宜動態仿真系統的階段，使得變電站變成一個具有綜合自動測控系統、繼電保護設備、智能儀表、故障錄波設備等智能二次設備提供仿真模擬信號源；實現對電網的各種電壓等級的線路、變壓器、母線等保護等多重性能的結構。

3 結 語

數字化變電站的繼電保護需要結合信息化的電網建設才能夠全面實行。只有融入更多的信息化技術，才能夠促進我國在這方面的發展。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-16