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摘 要：由于社會生產(chǎn)活動對電力的需求不斷增大，致使電力行業(yè)的發(fā)展規(guī)模有所壯大，在發(fā)展的同時，電力系統(tǒng)面臨著前所未有的運行壓力，變電站的繼電保護工作成為一大難題。對此，各個電力企業(yè)通過引進先進技術來幫助完善變電站繼電保護措施，這也成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。文中就以110kV數(shù)字化變電站繼電保護的特點作為研究110kV數(shù)字化變電站繼電保護可靠性方法的切入點，探討影響繼電保護可靠性的相關因素以及對應的解決措施。

關鍵詞：110kV數(shù)字化變電站；繼電保護；可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.137

數(shù)字化變電站是對先進技術的有效應用，表現(xiàn)出了明顯的智能化和現(xiàn)代化特征。主要是通過智能化的設備和網(wǎng)絡化設備共同創(chuàng)建的，可以實現(xiàn)電氣設備信息共享和相互操作的數(shù)字化變電站。在進行數(shù)字化變電站建設是需要將IEC61850通信標準作為建設依據(jù)，對變電站的影響主要集中在智能化一次設備和網(wǎng)絡化二次設備上，其中的二次設備作用相對明顯。變電站的繼電保護就是二次系統(tǒng)中的主要部分，可以對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)產(chǎn)生直接影響。

1 110kV數(shù)字化變電站繼電保護特點

1.1 與110kV常規(guī)變電站相比較

傳統(tǒng)的變電站繼電保護采用的是接線的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息采集和交流，進行信號傳輸時需要借助電纜，信號源也是傳統(tǒng)的電磁式和分壓式互感器。而數(shù)字化變電站繼電保護將有線信號傳輸轉(zhuǎn)變成無線的數(shù)字信號傳輸，不再需要借助電纜進行信息交流，只需要采用光纖技術就可以實現(xiàn)信息共享。信號傳輸過程為使用ETA、ETV進行一次信號采集，再將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，之后利用光纖和網(wǎng)絡導入繼電保護裝置，除此之外，刀閘和斷路器也可以采用數(shù)字新的形式連接繼電保護裝置。

雖然在建設數(shù)字化變電站繼電保護系統(tǒng)之后，傳統(tǒng)變電站繼電保護系統(tǒng)中存在的互感器二次短線以及多點接地等問題都可以有效杜絕，但是，隨之而來的還有光纖和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方面的新問題。除此之外，繼電保護系統(tǒng)的基本操作也發(fā)生了改變，原有的繼電保護系統(tǒng)只會對斷路器發(fā)出跳閘指令，而實行數(shù)字化之后繼電保護和斷路器之間存在相互作用的關系，在數(shù)據(jù)化變電站繼電保護系統(tǒng)中，繼電保護不再是單純的發(fā)出指令，還會在智能操作箱中監(jiān)視斷路器的動作，并且分析下一步的保護動作。

IEC61850通信標準中，將變電站的通信系統(tǒng)組成設置為變電站層、間隔層和過程層。IEC61850-8-1中將變電站層和過程層的網(wǎng)絡設定為抽象通信服務映射接口制造報文技術，而IEC61850-9中將間隔層和過程成的網(wǎng)絡設定為單相多路點串行通信鏈路。從上述內(nèi)容可以看出雖然在過程和方法上存在不同，實質(zhì)上保護邏輯和保護配置是相同的。數(shù)字化變電站繼電保護只是在信息處理方面的流程進行了簡化。

1.2 與220kV及以上數(shù)字化變電站相比較

對于220kV和更高等級的數(shù)字化變電站而言，110kV數(shù)字化變電站繼電保護的特點體現(xiàn)在以下幾個方面：配置相對簡單，一個保護配置指需要滿足一個元件，不需要借助通道進行保護操作，其保護對象為距離和電流，因110kV變電站通常情況下屬于無人看管的狀態(tài)，為此遠程監(jiān)控系統(tǒng)需要具備一定的可靠性。

2 繼電保護可靠性影響因素及解決方法

2.1 繼電保護裝置的可靠性水平

（1）繼電保護系統(tǒng)中相關設備的生產(chǎn)質(zhì)量對系統(tǒng)裝置的可靠性具有一定影響作用，由于數(shù)字化變電站繼電保護裝置是將有限的信息傳輸轉(zhuǎn)變成無線的數(shù)字信號傳輸，為此，在數(shù)字量上具有很大差別。因不同廠家對IEC61850標準的認識存在不同，而且在設備選擇時無法在同一廠家得到滿足，這就造成了繼電保護裝置可靠性的隱患。為了長遠的考慮，采購人員需要優(yōu)先選擇大廠家和信譽較好的廠家，通過選擇質(zhì)量較好的設備產(chǎn)品，來保證繼電保護裝置的可靠性。

（2）從裝置研發(fā)方向考慮，數(shù)字化變電站做到了信息共享，應以信息共享之后信息的有效利用為切入點，首先研究生產(chǎn)出基于信息共享的后備保護，保證當主保護單元失效時（如保護裝置發(fā)生斷電），存在可替代的相對獨立的近后備保護。需要注意的是，110kV變電站內(nèi)一套保護對應一個設備，當斷電發(fā)生或有裝置事故要退出時，必須有后備快捷無誤地阻斷事故，不需依靠遠設備處理事故。其次要考慮的是基于信息共享來提升保護性能，進而提升動作的可靠性。最后應考慮減少單個互感器對繼電保護的影響。針對個別互感器出現(xiàn)的信息不能傳送（主要有通信中斷、數(shù)據(jù)錯誤等多種情況）問題，提升繼電保護的冗余度，從而減少互感器帶來的影響，確保繼電保護的性能和動作可靠性。

（3）在裝置的開發(fā)方面來說，110kV及以下數(shù)字化變電站的建設工作在不斷推進，在不久的將來110kV及以下變電站將全面實行數(shù)字化和智能化，可以說數(shù)字化變電站繼電保護具有良好的發(fā)展前景。據(jù)相關學者表示，有關于集中式后備保護的研究活動已經(jīng)在進行中，雖然還沒有實際的設備產(chǎn)生，相信隨著科學技術以及數(shù)字化變電站的不斷發(fā)展，開發(fā)出有效的集中式保護設備只是時間的問題，研發(fā)出的新設備必定在性能和可靠性方面有很大的提升。

2.2 繼電保護的調(diào)試與安裝

因數(shù)字化變電站的繼電保護僅支持數(shù)字信息的傳輸與交流，為此需要在調(diào)試的試驗儀和保護裝置間增設一個數(shù)據(jù)采集裝置，這就為調(diào)試工作增加了一定的難度。由于繼電調(diào)試的工作人員本身對學歷和專業(yè)知識的要求就較高，其中的部分人員還具備遠程操作能力，為此，在接受新的調(diào)試方法訓練時不存在無法接受的情況。而對于具備長期工作經(jīng)驗的技術人員來說，對于安裝接線的技術相對嫻熟，但是對新事物的接受能力明顯不足。因此，對光纖安裝的業(yè)務相對薄弱，很難在短期之內(nèi)進行思想轉(zhuǎn)變，這就需要加強對安裝技術人員的培訓工作，通過合理的調(diào)試和安裝來提升繼電保護的可靠性。

3 結(jié)語

變電站的繼電保護裝置是保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行的關鍵技術，因此，提升繼電保護裝置的可靠性是維系電力系統(tǒng)正常運行的必要之舉。文中以110kV數(shù)字化變電站繼電保護裝置作為研究對象，分析其運行特點及對繼電保護的可靠性產(chǎn)生影響的相關因素，并提出相應的解決方法，旨在提升110kV數(shù)字化變電站繼電保護的可靠性，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，以此，促進電力事業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

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