数字化变电站继电保护优化配置探讨

【摘要】随着社会科技的发展，我国变电站的技术有了很大的进步，电力资源供应紧张的问题也得到了一定的解决。由于经济的快速发展，使得居民对工作水平和生活水平的要求提高，特别是在电力的需求方面。为了响应国家的可持续发展观，对数字变电站的继电保护进行优化配置，是目前比较有效的一种方法。以下对于数字化变电站保护配置的设计、特点以及需要注意的问题等进行了讨论跟探究。

【关键词】数字化；变电站；继电保护；常规性保护；系统性保护

数字化变电站在当今社会比较普遍应用，一方面是因为它不仅能提升系统的质量与性能，还能解决一些原来的问题。从根本上确保了大家的工作与生活用电。另一方面是因为国家电网要求电网的平稳运行，必须提高继电保护的性能，过去的那些方案和方法相对于目前的问题，并没有能够起到很好的作用，所以要进行一定的优化配置。

一、数字化变电站概述

传统变电站和数字化变电站对于信息的使用是完全不同的，而这个问题也是区别它们两者最明显的标志。数字化变电站在IEC 61850 的基础上，由智能开光、电子互相感应器等组成的智能化一次设备和网络化二次设备构成。它的作用主要包含四个方面：第一，规整统一信息；第二，达到信息共享；第三，反应电气量信息；第四，实现网络通信的操控。

二、比较分析数字化变电站与传统变电站

1.数字化与传统保护装置的区别

对于传统的保护装置硬件来说，一方面其微处理器是数字电路构成的基础，一旦出现一些小的故障，就会对整个数字电路产生不利的影响。另一方面，传统保护装置核心单元的四周有着不同的接口，需要按照接口的不同接进相应的线路，不仅在一定程度上干扰了装置的运行，而且提高了保护的成本。但对于数字化保护装置，随着社会的发展中，数字化的保护装置得到了很大的改进，无论是软件方面还是在硬件方面，都有了很大的提高。原来的那些细小的问题得到了很好的解决，同时，充分满足了客观上收益高成本低的要求。在数字化保护装置中，使用电子式互感器来进行数据的采集，这是与传统保护装置的硬件结构方面最大的不同。数字化继电保护装置主要包含：开入单元、出口单元、中央处理单元、光接收单元、通信接口等单元。数字化与传统保护装置的区别，使得继电保护在目前的运行过程中有了明显的改善，从而在杜绝表面工作以后，很多的工作都有了实质性的进展。

2.数字化继电保护装置接口的实现

接口在数字化继电保护装置中是一个很重要的环节。数字化继电保护装置在保持原来优势的基础上，不仅有效的改进了传统保护装置接口的不良问题，而且还体现了数字化的特点。从主观上来讲，数字化继电保护就是利用较少的人力物力财力来实现接口的较好的管理。数字化继电保护装置主要是利用电子式的互感器对收集到的信息进行处理分析，从而进行接口的实现，这些采集到的信息，通过互感器内部的光纤从传输方式输送到低压端，再经过合并单元的转化之后，输出正确格式的数据。相比于传统继电保护的模拟量输入，数字化继电保护装置所使用合并单元中的光纤传输，能够减少低通滤波插件、A/D变换插件等插件的工作，其效率更高。

三、数字化变电站继电保护优化配置方案

数字化变电站继电保护配置一般分为两种方案，系统性保护配置与常规性保护配置。两种方案各有优缺点，具体使用哪种方案就需要根据实际的人力、物力、财力等方面的进行考量，然后做出最优的选择。

1.常规性保护

常规保护就和使用常规互感器时的情况一样，主要是根据要求选择配置，需要注意的是保留保护的逻辑图和类型，例如开关、主变、线路等保护。其次，需要将本来的插件改为光纤通信接口，其中CPU的处理方式要相应改变为通信接口、I/O改为GOOSE接口进行。我们只需要根据压板投退保留一些开入，利用智能操作箱对剩下的部分进行转移或者取消，这些事情都可以立即进行而没有必须要花费时间放在模拟实验上了。

2.数字化变电站继电保护优化配置方案

（1）数字化集成保护配置方案。

随着科技的不断发展，数字化变电站继电保护的技术也在不断的改进，而系统性保护配置的意义就是在IEC 61850、数字化一次设备和网络化二次设备广泛应用的基础上，使之符合变电站内信息共享和互操作的目的，从而达到对变电站的全面保护，而系统性保护配置也就是在这个基础上形成的一种保护配置方案，系统性保护配置一般会采用双重化配置的办法，两个系统可以一起运行，互相辅助，也可以完全单独运行。他们的配置没有什么区别，所采用的原理也是近乎相同，且使用起来简单，分析全面，同时也是保护配置方案的垫脚石。虽然这种方案有很多的优点，能够准确快速的分析问题以及达到信息共享，但是这种方式也存在着一些很大的缺点。毕竟经过多次的改进，系统性保护配置方案完成了多个方案进行共同使用的目的，与常规性保护配置方案相比，它的网络结构变简单了，装置数量也变少了，但是却对装置要求提高了许多，所以就要求工作人员具有一定的工作经验与操作水平。

（2）10kV特殊值和35kV、10kV馈线保护配置

110kV 是一个比较特殊的数字，它是很多变电站的额定电压，所以在配置保护方案的时候我们应该特别注意，并且在工作的每个环节都要重视他，不能忽略。和使用常规互感器时的情况一样，主要是根据目标进行配置，需要注意的地方是应该保留那些保护的逻辑图和类型，比如线路、主变、开关等。数据采集应用光纤接口来替代之前的那些保护装置的插件。这样的话，使得数字化的优势不仅能够实现继电保护的配置优化而且还达到了110kV额定电压的要求。对于110kV 的保护要根据不同的地方，依据当地设备、技术、经济发展等具体情况来选择适当的保护配置方案。因为在数字化变电站继电保护中馈线有着不容忽略的作用，是一个特别重要的环节，所以在我们设计方案的时应特别注意馈线带来的影响。其次应该注意的是10kV 、35kV馈线的问题，他们是有异有同，应该分开看待。正常情况下为了确保不同线路的要求会使用到MU，常常5回35kV的出线能够和电容器得到一个合并单元，并且只需一台交换机接入。而10kV却不同，它和电容器没有办法采用合并单元，只能使用独立的。母线电压要求分段并列运行，而分段进行主要采用智能电压变换单元来完成，并实现最终运行时的数字变换功能。

四、结束语

本文解析了数字化电站继电保护的优化配置以及一些正在面临的问题。如今很多的变电站都在运用传统的方式进行保护，虽然可靠但也存在一些问题。比如不仅造价高而且操作难，并且不能进行有力的保护。这就意味着运用数字化技术已经成为一种趋势，要想真正满足数字化变电站继电保护的优化配置，我们要走的路还很多，例如数据的传送、安全的不合理问题等。而且在实行过程中必须注意那些小小的问题，有可能一个小小的误差就会带来不可估量的损失。因此我们还不能停止在数字化变电站继电保护优化配置研究的步伐，还要不断的发展和创新，找到最合理的方案。

参考文献

[1]刘凯里.数字化变电站继电保护优化配置研究[D].华南理工大学，2013.

[2]王超.数字化变电站继电保护系统可靠性研究[D].浙江大学，2013.