数字化变电站继电保护技术应用分析

摘要：作者结合实践经验分析了数字化变电站继电保护技术应用和其系统性能的优化，针对数字化变电站继电保护运行管理特点提出一系列技术措施，以提高电力系统的可靠性和运行的效率。

关键词： 数字化变电站 继电保护技术

中图分类号： TM774 文献标识码： A 文章编号：

1 数字化变电站

对于数字变电站来说，变电站的信息的输入、收集、输出及其编码处理由模拟信息转变成数字信息，，实现变电站的信息传递，有助于提高电网的性能，实现通讯技术的优化管理。除此之外还能够形成与之相对应的信息网络。数字化变电站的主要特点有六个方面：

要完善数据处理的能力，实现数字化。

过程层设备智能化。

统一的信息模型：数据模型、功能模型。

统一的通信协议：数据无缝交换。

高质量信息：可靠性、完整性、实时性。

硬件功能要进一步完善信息的共享性。

2数字化变电站中继电保护技术应用

2.1动态仿真系统在数字化变电站的应用

在智能电网建设的主要内容中，它要求数字化变电要具备一定的自动化、数字化、信息化、人性化的特性。而目前我国国内正在运行中的数字化变电站，其继电保护技术中的二次设备并不存在一个完善的检查与检测方法，对于数字化变电站来说，这远远落后于数字化设备的发展。动态仿真系统在数字化变电站的应用，不仅能够对故障的发生以及操作演练或者是数字化变电站的运行方法有一个仿真模拟的前提，这就能够对包括继电保护设备、故障录波设备、自动测控系统、智能仪表等在内的二次设备发送模拟信号，从而实现对母线、线路、变压器的监控与保护。不仅如此，动态仿真系统在数字化变电站的应用还能够对设备的性能以及系统的性能有一个客观的评价。

2.2非传统的互感器技术与智能型开关单元

传统继电保护装置中的CT与PT已经被数字化继电保护装置中功率小、效果好的互感器所取代，这种新型的互感器能够把大电流或者是高电压转变成数字形式的信息，并通过高速以太网来进行数据处理以及输出。除此之外，其断路器的二次系统是在新型传感器、微机、电力电子技术的基础上所设立，因此，同样也能够利用光纤网络将控制与保护的指令直接传达到它所操作的数字化接口。非传统的互感器技术与智能型开关单元的应用在一定程度上提高了变电站的安全指数与可靠指数。

3 数字化变电站继电保护管理

数字化变电站在二次设备组态上发生了一系列变化，因此现有的配电网继电保护的检修管理、专业管理界限、运行管理以及安全问题上都会随之发生一定的转变。

3.1 运行管理方面的转变

在运行管理上主要在以下几点发生了变化：第一，数字化变电站二次系统能够全面监视信息的传输、电气量的采集以及跳合闸控制命令的实现等各项内容，因此当前专业巡视的内容应该将侧重点放于运行中的维护，例如，清灰、状态核对以及铭牌核对等；第二，在数字化变电站下，电子式通信设备大量运用于其中，从而有效实现了继电保护动作的准确率，因此在巡视过程中应该将巡视对象调整为检测各个通信设备的完好性；第三，继电保护专业巡视以往都是一年四次，数字化变电站在设备故障自我检测报警能力方面很强，所以巡视周期可以适当调整从而减少巡视维护的人工量。

3.2检修管理方面的转变

在检修管理上数字化变电站也发生了转变，首先，常规的模拟量输出校验仪已经不能满足检修需要，因此要采用新型的校验设备。新型的数字化校验仪有着体积小、试验线接线简单、绝缘要求和功率要求低以及无A/D转换过程等优点，最重要的是它无需模拟量输出从而为质检员工的安全提供了保障。其次，数字化变电站因为二次设置装置的结构有了很大的变化，所以保护设备和回路验收项目及标准都会随之发生根本性变化：第一，回路接线进一步简单化，从而减少了工作量与现场调试项目；第二，智能新断路器不仅可以有效减少大量的二次电缆，与此同时还可以进一步避免因直流系统降压而造成的断路器举动这一现象的发生。另外，现场对断路器部分的试验标准与要求可以结合实际情况给予适当的调整。

4数字化继电保护系统性能的优化

传统的电流互感器在针对电流保护及其饱和方面，尤其是在超过限定动作时间内的过电流保护方面的效果不明显。在过电流的保护方面，传统保护系统中的互感器会因为二次电流而改变，导致保护工作的选择出现误差。再加上传统保护系统的结构过于简单，并受其饱和度的影响，也会使保护工作出现失误。然而数字化继电保护系统，电子式电流互感器的应用，其无饱和的优势，在根本上排除了误判的可能，很大程度的提升保护的性能。在数字化变电站中，其保护系统及其元件都增添了监视以及自检功能，进一步增强系统的可靠性。另外，数字继电保护系统中的电子式互感器具备了一定的优势，能够对保护原理中的不足之处做出新的判断，新的依据。

4.1变压器保护

对于变压器的差动工作保护来说，工作的中重点在于能够正确辨别故障电流与励磁涌流以及防治在电路短路时所产生的不平衡电流而引起的差动，这两方面。由于在励磁涌流内，非周期分量的比重较大，且电磁式的电流互感器对非周期分量的转化不够明确，以及出现保护误判现象。数字化继电保护系统中高频分量以及高保真传变直流的优点，能够正确辨别励磁涌流在正常电流通过与出现故障时非周期分量的差别，并根据这一差别来重新判断与区分故障电流与励磁涌流，进而保证变压器的差动保护不受影响。在传统的继电保护系统中，由于变压器周围的各个互感器其暂态特性之间的误差不尽相同，从而影响了变压器的差动保护的平衡电流，常规的解决方法主要是利用增加动作的整定制来预防误判，但是会对匝间短路时保护工作的展开造成一定的影响。但电子式互感器的使用，能够保证其四周暂态电流的一致性，提高匝间短路的敏捷度，增加变压器差动保护工作的效率。

4.2分布式母线保护

在电力系统中，母线占有一个十分重要的地位。但是传统模式上的母线保护装置存在着扩展性能不强、二次接线繁杂、抗干扰性不强等的问题，而数字化继电保护系统中的分布式母线保护能够具备一定的分散处理功能。但对于传统变电站来说，基本上无法满足分布式母线保护数据通信量的大、数据实时性高等的要求，而数字化变电站却不同，其本身的网络技术就能解决这个问题。

4.3 输电线路保护

长期以来影响纵差保护判断失误的原因主要是互感器的饱和问题。然而对于数字化变电站中的纵差保护来说，所使用的电子式互感器却不存在饱和的问题，从而提高了选相元件、距离阻抗元件、起动元件的保护性能，有利于变电站工作的展开。有研究显示，传统保护系统中的电流互感器与数字化继电保护系统中的电子式电流互感器，其差动保护的效果不如电子式互感器显著，可以说电子式互感器在差动保护灵敏度这一方面相较于传统的互感器有着明显的差距。

结束语

现在的变电站统中，需要进一步改善数字化的技术，以便于形成对继电保护、配电能等方面的完善，实现电力的设施保护，有助于改善相关的变电站能力，实现相关的变电站内容整合，促进新技术的发展，进一步改善相关的模式提升，突破传统观念，对于数字化的变电站来说，二次技术革命的帷幕为了应对未来的技术发展、应用需求、先进性、经济性、继承性，通过确立分阶段建设目标以及规划设计目标等的战略决策来实现。

参考文献：

[1]陈家斌.变电运行与管理技术[M].北京:中国电力出版社,2004.

[2]郑耀南.浅析变电站的运行管理[J].通用机械,2009,2(8):14-5.