1、探析数字化继电保护在智能变电站中的应用摘要：随着我国经济的不断发展，科技水平也在不断提高。科技的发展带动了智能电网技术以及智能电气设备的进步和实应用，数字化变电站已经逐渐成为变电站发展的趋势。笔者根据多年工作经验，在分析智能变电站的继电保护配置详情基础上对数字化继电保护在智能变电站中的应用进行了研究和探讨，旨在为相关从业者有所帮助。 关键词：数字化；继电保护；变电站；应用 中图分类号： U224.4 文献标识码： A 文章编号： 国家电网公司为了加快智能电网建设，提高智能变电站的经济效益和生产效率，制订了相关的规范。数字化继电保护对变电站有着诸多的积极作用，我国已经在一些变电站已经应用了数字化
2、继电保护技术，以此得出的经验和教训为今后数字化继电保护在智能变电站的应用提供了有效的经验。 1. 数字化继电保护系统概述 近几年来，随着社会经济的飞速发展，现代科学技术和网络技术也上了一个新的台阶。变电站也逐步进入智能化和数字化发展时代。智能变电站与传统变电站相比具有先进性和优越性，是未来变电站发展的新方向。数字化继电保护以数字化为显著特点，通过数字信号的方式在设备之间传递和通信。新一代的数字化继电保护系统采用电子式互感器、智能操作箱、光纤等新配件设备，在应用中比传统的微机保护系统具有明显的高效、快捷等现代化特点。 1.1 使二次回路接线更加简化 MU 与电子互感器相互配合，能够实时将测量值数
3、字化处理，通过光纤传送。这一系统具有较强的抗干扰能力，改变了传统的二次电缆传送回路，有效的实现了一、二次设备的隔离。数字化继电保护系统是在现场加装智能操作箱并组建 GOOSE 网络，对隔离开关能够遥控控制。所以数字化继电保护设备与执行机构控制之间没有了过去的电缆连接，现场各间隔之间的界限更加明晰，所以杜绝了不慎连接、碰触电缆的情况，能够有效避免事故发生。 1.2 数字化继电保护设备如电子式互感器、智能操作箱等的应用提高了保护的可靠性 上文提到电子式互感器具有良好的抗干扰能力，在绝缘性能上也得到了加强，线性范围广等其他特点，设备的先进性确保了测量值的准确性。智能操作箱的作用是利用过程层网络和保护
4、装置实时通信，把一次设备的运行情况及时传递，从而能对设备是否正常运行有充分了解。 1.3 数字化继电保护系统具有开放性和互操作性 因为通信标准在这一系统中是统一的IEC61850 标准，目前生产这一系列设备的企业在设备的型号上都基本实现了统一，能够使变电站的设备使用具有连续性，在投资上节约成本，也使变电站的保护在更大范围内具有开放性。国家为了促进智能电网发展，提高变电站的效率与效益，国家电网公司在 2010 年制定了Q/GDW4412010 智能变电站继电保护技术规范 ，该规范规定了继电保护和设备配置的原则，继电保护装置和技术要求，继电保护信息互换原则等，所以探讨和研究数字化继电保护在智能变电
5、站中的应用离不开该规范的相关规定。 2. 智能变电站和相关设备的保护配置 多数变电站的主开关选用常规开关，例如一变电站设有电子式互感器，但是还没有智能化应用，在建设上就可以利用自动化系统、继电保护数字化系统、网络系统等进行配置，使变电站成为智能化的变电站。智能变电站的配置要求比较高，如三层侧设备、两级网络结构等。在相关设备的保护配置方面，有以下几点要求： 第一，线路保护。智能变电站的保护应当是站内保护和检测、控制多项功能有机统一的系统保护，根据间隔具体情况单套设置。线路保护主要采取直接采样，直接跳到断路器。具体的保护方案参见下图 线路间隔内设有保护测控装置，该装置只和 GOOSE 网互相传递信
6、息，其他的都通过点对点方式，数据的传递是直接连接合并单元及智能终端，传递中对数据打包处理，利用光纤传递至 SV 网，与此同时也传递到保护测控装置。 第二，变压器保护。对变压器保护应当严格按照规范的要求，不同级别的的变压器配置不同的保护设备。本文以 110kV 变压器为例，按照规范的要求应当配置双套主、后备保护一体化配置，此时要在合并单元的两侧以及智能终端的两侧均需配置双套；采用直接采样，直接跳到每一侧断路器。 第三，母联保护。母联保护与线路保护大体相似，知识在结构上进行了优化，母联保护装置直接连接合并单元和智能终端，不进行数据传递就能够直接采样、跳闸，它能够跨间隔实现信号的传递。在规范中对母联
7、保护要求用单套配置，实现保护、监测和控制的一体化。 3. 数字化继电保护在智能变电站中的应用 保证变电站的正常运行和安全高效的第一道防线就是继电保护，对智能变电站来说，传统的继电保护方式也应随之走向科技化和现代化，笔者认为数字化继电保护是应用于智能变电站的有效保护方式，所以要改进继电保护设备之间传递信息的方式实现数字化，就要使用电子式互感器、有智能单元的断路器和变压器，用光纤连接设备使信息换地实现网络化等。笔者根据设备的变化，提出了以下几种新的测试检验方法： 第一，传统的方式是将电压、电流模拟量输入保护装置，现在发展为光纤数字信号。光纤数字信号的要求是要对有跨间隔数据要求的继电保护装置，传递数
8、据如果是在不同间隔间要尽量保持时间的一致性，如果无法确定或是有明显超出接受范围的差异，保护装置就无法正常发挥作用。 第二，从实践中总结来看传统的变电站继电保护大多使用接点直接跳闸，发展到智能变电站，新的网络系统被应用到继电保护中，数字信号通过这一网络系统输送给智能终端之后跳闸，这样增加系统正常运行的安全和可靠性，对设备检修和扩建来说也更加及时有效和安全。 第三，传统的变电站的继电保护装置信号的传递需要经过 GOOSE 协议下通过网络传输，智能变电站经过改进将智能变电器增设了优先级别，用 GOOSE 报文传递数字信号。在测试检验中可以利用整组传动试验，对智能变电站继电保护装置的输入和输出信号传输
9、进行准确度和时间上的检验。 第四，数字化继电保护采取的光纤数字信号的输入方式是最新的技术应用成果，所以必须加强对数据同步性的测试与检验，如母差保护、对变压器差动保护等，同时测试实验的内容还包括对不同的同步间隔数据的检验与测试。 第五，光纤以太网检验的是误码率以及光收发器件的功率，这一检验是为了确保连接的准确从而保证安全生产。数字化继电保护系统对这一检验过程也是应用的现代化检验手段，通常借助网络进行检验分析、模拟等操作。 第六，合并单元的检验。这一检验测试主要针对的是合并单元能否及时、准确的传递一次电压和电流信号，智能变电站强化这一测试检验主要是为了提高数据传输准确性和及时性做好基础工作，为控制
10、系统提供数据并作出相应的处理。 结语：电子式互感器、开关智能操作箱等先进的设备投入使用，以及光纤在传递数字信号上的及时性、精确性上的保障，智能变电站具备了数字化继电保护的基本特征。在技术发展水平上，在国内和国外都处于领先地位，也是未来智能变电站发展的方向和趋势。本文为未来数字化继电保护在智能变电站的应用提供了研究依据，旨在促进变电站继电保护的数字化建设。 参考文献： 1 徐晓菊，数字化继电保护在 110kV 智能变电站中的应用研究，J，数字技术与应用，2011(10）. 2 夏勇军，蔡勇，陈宏，陶骞，胡刚，110kV 智能变电站继电保护若干问题研究，J，湖北工业大学学报，2011,26(1).
