数字化变电站技术及其对继电保护的影响

李俊萍

摘要：数字化变电站的光学互感器和智能断路器的应用,对传统继电保护带来重大影响。分析了变电站继电保护系统的装置内容以及数字化变电站对继电保护系统提出的新要求,引出了解决数字化变站中实现继电保护系统的新技术。可以提高系统的可靠性和提高电力运行的效率。

关键词：数字化；变电站技术；继电保护

Abstract: Digital substation optical transformer and application of intelligent circuit breaker, relay protection has a great impact on traditional. This paper analyzes the substation relay protection system of the device and digital substation on relay protection system of the new requirements, so that we can solve the digital substation station relaying system new technology. It can improve the reliability of the system and improve the power efficiency.

Key words: digital technology; substation; relay protection

中图分类号：TU45 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

引言：在现在的变电站统中，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，改善变电站的继电保护还是需要进一步研究相关的技术内涵。

一．数字化变电站

对于数字变电站来说，能够将电网中的信息数据采集和处理都完成，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。

对于变电站的优点总结，主要有：一是实现信息平台的转移，以便于能够将设备的投入完善。二是测量精度高、无饱和、无CT二次开路。三是二次接线简单。四是光纤取代电缆，电磁兼容性能优越。五是信息的传输有着自检性，效率很高。六是管理自动化。数字化变电站的主要特点也是六个方面：要完善数据处理的能力，实现数字化。二是过程层设备智能化。三是统一的信息模型：数据模型、功能模型。四是统一的通信协议：数据无缝交换。五是高质量信息：可靠性、完整性、实时性。六是硬件功能要进一步完善信息的共享性。

在我国云南省电力公司是首个完全基于IEC61850标准及IEC60044-8标准建设的数字化变电站，一直走在全国前列，数字化变电站的建设过程中，110kV吴家营数字化变电站是云南电网公司内部及层次之间采用的高速网络通信，这个变电站的数字化做的非常好，几乎实现了各种的要求，完善了间隔层和过程层进行划分，全站采用GOOSE网的方式实现各开关的跳合闸、信息的传输等，是GOOSE网第一次在云南电网的应用，并首次使用了双网双冗余光纤通道，将信息的能力进一步提升，实现了相关的可靠性，便于研究变电站工程的实际操作力度，能够继承相关的创新性质，不断完善相关研究成果的提升，进一步增强水平。

二．变电站继电保护技术的具体方案

GOOSE技术对继电保护

GOOSE技术对继电保护具有可靠性、安全性、速动性以及经济性，因此在GOOSE技术的继电保护方案中除了要考虑其特性还要依据一次接线形式及继电保护配置的特点。在此例举几项比较典型的GOOSE网络方案：

1.1.500kv的3/2接线方式

在我国500kv通常所采用的3/2的接线方式，在继电保护方面实行双重化配置。然而3/2的接线方式并非星形结构，而是中断路器同两侧间隔的连接从而形成了冗余结构。所以，两侧间隔与中断路器之间存在着一定联系。3/2的接线方式同双母线结构是一致的，其同样根据间隔双重化保护分散配置双重化交换机，然而，两侧间隔交换机是被中智能的保护配置双网口与其开关是分别连接的，同时还与一次结构是相同的。

由于智能开关与开关保护是通过两个网口而介入两侧间隔交换机的，母线保护同各自间隔才有信号联系，间隔之间的保护是没有信号联系的。间隔内部的每个设备间的联系信号不出间隔交换机。母线交换机按找间隔划分来VLAN，从而将各间隔GOOSE报文隔离开来，这样一来将有十分利于减少报文所拖延的时间。在进行间隔检修的时候会其安全措施也相较简洁且牢靠，不仅需要母线交换机和开间隔交换机的连接，还需要将中开关保护与智能开关与同一串运行侧间隔交换机的连接断开。

1.2.220kv双母线接线方式

在我国双母线接线方式通常运用于220kv，在继电保护中主要按照双重化进行配置，而冗长方式则是按照双重化的GOOSE网络设计以及双重化保护进行配置。为了确保安全性，交换机应该根据主变、出线以及母线等进行间隔分散式的分配。双重化间隔交换机应该在双套线路或是主变保护屏上分别进行安装，而对于双重化母线交换机则最好将之安装在双套母线保护屏上，母线交换机和间隔交换机在连接的时候应该采用星形单网的方式。

母线保护同智能一次设备之间不存在有信号联系，母线保护和每个间隔才有信号联系。间隔交换机内有间隔内部线路保护与开关和刀闸间的联系信号，母线保护和智能一次设备或者间隔保护的信号联系在一般情况下只经过2级交换机。母线交换机按找间隔划分来VLAN以促使各间隔GOOSE报文隔离开来，这样一来将有十分利于减少报文所拖延的时间。在进行间隔检修的时候会其安全措施也相较简洁且牢靠，仅需要母线交换机和断开间隔交换机的连接。

2.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。

2.1.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。

2.2.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（与笔记本相似）、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。

3、结语

本文对数字化变电站进行了论述，并探讨了其对继电保护的影响，初步分析了数字化变电站的优点以及所带来的问题和挑战。当然，对于数字化变电站，还有大量问题需要去发现和研究。还要提高保护人员技术水平和工作技能，还要结合实际的情况来完善，以使得机电保护技术更加具有针对性，维持长期稳定发展。在未来相当一段时间里，数字化变电站将会成为变电站发展的主要趋势，同时也将为我国“智能电网”的建设打下坚实基础。

参考文献:

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