摘 要：數(shù)字化變電站作為現(xiàn)代化變電站，主要由電子式互感器、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備等分層構(gòu)建而成，而且變電站內(nèi)智能化電氣設(shè)備之間實現(xiàn)了信息共享，變電站運行更加安全、穩(wěn)定和可靠。在數(shù)字化變電站中，繼電保護裝置發(fā)揮著非常重要的作用，這也對數(shù)字化變電站建設(shè)過程中繼電保護裝置優(yōu)化配置提出了更高的要求。運行中的數(shù)字化變電站，繼電保護裝置一旦出現(xiàn)異常情況，則會對變電站的運行帶來較大的影響，因此需要針對數(shù)字化變電站繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)特點來對其進行優(yōu)化配置，從而有效的保證數(shù)字化變電站運行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；繼電保護裝置；結(jié)構(gòu)特點，優(yōu)化配置

前言

數(shù)字化變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，不僅實現(xiàn)了變電站自動化運行和重審，而且有效的滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的電力需求。在數(shù)字化變電站運行過程中，利用網(wǎng)絡(luò)化和智能化設(shè)備能夠?qū)⑺鸭降男畔⑥D(zhuǎn)換了數(shù)字化信息，具有較好的抗干擾性和擴展性能。因此為了保證數(shù)字化變電站運行的穩(wěn)定性，需要做好繼電保護裝置優(yōu)化配置工作，為數(shù)字化變電站正常的運行提供重要保護。

1 數(shù)字化變電站技術(shù)和繼電保護的概述

相較于傳統(tǒng)變電站，數(shù)字化變電站對二次系統(tǒng)中信息的應(yīng)用模式進行了改變，而且將數(shù)字化技術(shù)引入到信息采集、處理和傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)中，有效的實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的小型化，這對數(shù)字化變電站自動化水平及工作效率的提升起到了積極的促進作用，有利于變電站運行穩(wěn)定性的提高。

將繼電保護技術(shù)在變電站中進行應(yīng)用，能夠針對變電設(shè)備或是線路運行異常情況及時報警，并通過斷路器跳閘來切除故障，避免故障的擴大，有效的降低故障所對電力設(shè)備所帶來的損害。通常情況下，繼電保護裝置包括母聯(lián)保護、線路保護和主變保護三種形式，但無論哪種形式的繼電保護裝置都具有較高的靈敏度，能夠有效的保障電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

2 數(shù)字化變電站繼電保護配置的結(jié)構(gòu)特點

2.1 傳統(tǒng)保護裝置和數(shù)字化保護裝置硬件構(gòu)成的區(qū)別

傳統(tǒng)變電站繼電保護裝置以微處理器作為裝置的重要核心，數(shù)字電路也十分復(fù)雜，在數(shù)字核心周圍分布著外圍接口。在數(shù)字化繼電保護裝置中，利用電子互感器來對數(shù)據(jù)進行搜集，由執(zhí)行元件、中央處理器單元及接口等部分共同構(gòu)建了數(shù)字化保護裝置的硬件結(jié)構(gòu)，這其中光接收單元和開入單元共同組成了執(zhí)行元件，主CPU、雙端口RAM和從CPU組成了中央處理單元，而出口單元、通信接口及人機接口共同組成了接口部分。

2.2 數(shù)字化繼電保護裝置的接口實現(xiàn)

當前數(shù)字化變電站中應(yīng)用的繼電保護裝置，在傳統(tǒng)繼電保護裝置優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，還進一步強化了數(shù)字化功能。在數(shù)字化變電站運行過程中，一次設(shè)備主要以電子互感器為主，電子互感器將搜集到數(shù)據(jù)利用光纖以光數(shù)字信號的形式向低壓端進行傳輸，由MU對其進行有效處理后，形成能夠滿足格式要求的數(shù)字量進行輸出。利用MU對數(shù)字量采樣值進行傳輸過程中，能夠在到達甕中捉鱉前將高次諧波濾掉。這也使數(shù)字化繼電保護裝置中利用小巧的光收發(fā)模塊取代了傳統(tǒng)保護裝置中相關(guān)插件，實現(xiàn)了光電傳輸，傳統(tǒng)更具有精確性。而且根據(jù)現(xiàn)場狀況及系統(tǒng)復(fù)雜程度來選擇保護接口的連接方式，如點對點網(wǎng)絡(luò)通信模式或是網(wǎng)絡(luò)通信模式。

3 數(shù)字化變電站繼電保護裝置優(yōu)化配置的方案

3.1 數(shù)字化變電站繼電保護裝置的優(yōu)化配置方案

近年來科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展有效的帶動了數(shù)字化變電站技術(shù)的進步，同時網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備也在變電站中廣泛應(yīng)用，這使變電站內(nèi)電氣設(shè)備之間不僅實現(xiàn)了相互操作，而且設(shè)備之間信息實現(xiàn)了共享，這為繼電保護裝置優(yōu)化配置方案的制定奠定了良好的基礎(chǔ)。在數(shù)字化變電站繼電保護裝置優(yōu)化配置工作中，需要遵循雙重化系統(tǒng)配置原則，這樣每一套系統(tǒng)都包括主變、出線、測控和母線等，都能夠獨立完成繼電保護和測控功能，任何一套系統(tǒng)都能夠單獨投入和退出，也可以互為備用。這樣繼電保護裝置配置方案的實施，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個元件的有效保護，而且設(shè)備投入數(shù)量較少，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對簡單，有利于更好的發(fā)揮智能化在資源共享方面的優(yōu)勢，能夠更全面、準確的進行分析，確保了分析結(jié)果的精準性。

3.2 數(shù)字化變電站集成保護裝置的工作原理

每個主變壓器都有獨立的合并單元，通過兩路相互獨立的光纖與保護電網(wǎng)系統(tǒng)的保護裝置相連接。10kV出線與電容互感器的數(shù)字接口經(jīng)過合并單元，并通過交換機以后與電網(wǎng)系統(tǒng)的保護裝置相連接。通常5回的10kV出線與電容器合并單元就可以共用一臺交換機。中等規(guī)模的變電站，其電網(wǎng)系統(tǒng)的保護裝置設(shè)置10個光纖的接口就可以滿足繼電保護的要求。

3.3 數(shù)字化變電站集成保護配置方案的特征

一是信息集成方面。主要是指不同間隔之間信息集成，通過相鄰元件之間冗余的廣域信息來提高系統(tǒng)的保護功能，確保系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運行。

二是功能集成方面?？梢詫崿F(xiàn)對保護對象的測量與控制功能，并對功能進行優(yōu)化協(xié)調(diào)，而且簡化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，減少了變電站建設(shè)的投資成本，降低了系統(tǒng)運行維護的難度。

三是數(shù)據(jù)傳輸方面。簡化了變電站內(nèi)二次接線，利于數(shù)據(jù)傳輸和資源的共享。

4 數(shù)字化變電站對繼電保護技術(shù)的促進作用

4.1 實現(xiàn)繼電保護功能的網(wǎng)絡(luò)化

由于電壓互感器和電子式電流的應(yīng)用，這也使MU設(shè)備具有不可或缺性，通過應(yīng)用MU有效的實現(xiàn)了數(shù)字化與交互式傳輸。基于繼電保護裝置數(shù)據(jù)共享功能，這對數(shù)字化變電站自動化水平的提升起到了積極的作用。數(shù)字化變電站的實現(xiàn)，使繼電保護技術(shù)在應(yīng)用過程中能夠充分的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢，更好發(fā)揮出繼電保護功能的網(wǎng)絡(luò)化。

4.2 提高繼電保護設(shè)備的可靠性

在數(shù)字化變電站中，由于繼電保護裝置所使用的標準規(guī)范發(fā)生了改變，這也使一次設(shè)備和二次設(shè)備在信號傳輸過程中對電纜使用量有了較大程度的減少，合理拆分了傳統(tǒng)繼電保護裝置的功能，更突出了保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化特點，所采集的數(shù)據(jù)不需要再進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，有效的避免了誤差的產(chǎn)生，保證了繼電保護裝置運行的安全性和穩(wěn)定性。另外，數(shù)字化變電站中數(shù)據(jù)信號采用光纜進行傳輸，不僅金屬電纜使用量較少，而且系統(tǒng)元件相對簡單，有效的降低了變電站建設(shè)的成本。

5 結(jié)束語

當前我國數(shù)字化變電站建設(shè)不處于起步階段，還沒有形成統(tǒng)一的標準，這也說明了數(shù)字化變電站的全面建設(shè)是一個長期和系統(tǒng)的工程。在當前數(shù)字化變電站中引入繼電保護技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個元件的有效保護，因此通過優(yōu)化配置繼電保護方案，增強保護裝置的功能，實現(xiàn)信息共享，從而有效的提升數(shù)字化變電站運行的安全性和可靠性。

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