（国网山西省电力公司检修分公司 山西太原 030032）
摘要：在目前电力系统出现异常时，采用继电保护技术可以切除系统故障或者发出信号，减少供电系统的损失，缩小故障发生的范围，进一步确保供电系统的安全。在实际的应用中，继电保护技术可以满足测量、执行等条件，具有一定的灵敏度、选择性强、安全可靠等特点，在保障电力系统安全运行，防止重大事故方面越来越多地被使用。而随着科技的不断进步和供电需求的增加，数字化在变电站继电保护技术中的应用也得到了很大的关注，可以实现收集、传输、分析处理以及输出的全部过程，并由过去的模拟信息全部转换为数字信息，建立与之相适应的通信网络和系统。
关键词：数字化；变电站；继电保护
1数字化变电站继电保护应用原理
数字化变电站继电保护在应用中是指按照IEC61850标准和通信规范的基础建立，由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建的装置。在变电站继电保护中通过电子互感器进行数据采集，在互感器中数据利用光纤使用光数字信号再把数据传输到低压的一端，进行处理后完成得出满足标准的数字量的输出，可以实现变电站的所有范围，包含一次设备的变压器、互感器，二次设备的控制、保护，以及数据应用、软件开发等。其中，智能化一次设备包括光电互感器、电子互感器和智能化开关等，网络化二次设备分层包括间隔层、过程层和站控层。
2数字化继电保护装置的特点
2.1继电保护装置网络化保护功能
数字化变电站中继电保护装置具有多接口及主从处理器，这也使其结构更具网络化特点，各种数据不需要经过总线处理，在 CPU处理器处理计算后，数据即能够传输到相应的接口，这对继电保护装置运行效率的提高起到非常重要的作用，而且形成了网络化保护功能。
2.2通用间隔装置
相较于传统的微机保护装置，数字化变电站继电保护装置需要保证程序处理、通信和电源等方面的功能正常实现，因此需要进行通用间隔装置设计，利用间隔层来有效的保证这些功能的实现，保证变电站正常的运行，而且通过设计通用间隔装置后，也能够有效的降低数字化变电站继电保护装置维护的难度。
2.3主从处理器多接口处理
相较于传统的微机保护装置，数字化保护装置主 CPU 和从CPU 在进行数据交互时通过双端口 RAM 进行，而且主 CPU 上有光接收单元接口和开入单元接口，而在从 CPU 上具有人机接口和通信接口，传统的模拟量被光纤信号所取代，开入量进入主 CPU 进行处理。数字化继电保护装置与传统的微机保护装置进行比较，其主从处理器多接口分流处理，有效的提高数据处理速度，而且数据累赘率得以降低。
3数字化变电站继电保护应用技术
3.1数字化变电站继电保护网络选型
数字化变电站继电保护网络上多个CPU协同完成全信息的采样、保护算法与控制命令的形成；两级网络则全部采用100MHz以太网技术。同时在应用中，适合网络运行最适宜的环境条件就是满足采样的同步进行和确保命令的最快输出，在一定程度上给网络提出了更价严格的通信速度，以及合适的通信协议。
3.2数字化变电站继电保护测试平台
数字化变电站继电保护的应用是由测试平台完成的，它是由数字化继电保护测试仪，网络负载模拟仪、网络分析仪等组成，具体如图1所示。简单分析网络负载模拟仪的作用是把模拟网络负载较重或网络风暴发生的情况网络性能下降对被测保护装置功能的影响；而网络分析仪则是把保护装置测试的结果异常出现时对SMV等报文的事后分析。
3.3数字化变电站继电保护配置设置
现在在电力系统的配置设置方面，一方面绝大多数是采用光纤接口形式的插件；另一方面是寻找GOOE光纤通信接口代替I/O接口插件；第三就是把CPU插件的模拟量处理统一更换为通信接口处理。这些改进和传统的继电保护配置相比较而言有了很大的改进，在实际的工作应用中提高了效率。另外在变压器的配置设置方面，也有了很大的突破。每一台变压器都可以应用一个MU合并单元进行采集母线电压、主变压器各侧电流。在主变压器上采取的是差动保护、高低侧电能表措施，并由MU合并单元。
3.4数字化变电站继电保护硬件框架图
在实际应用中数字化变电站继电保护的硬件结构图一般包括光接收单元、开入单元、中央处理单元以及出口单元等组成。
4继电保护技术在数字化变电站中面临的新形势
4.1继电保护系统安全性提高
现有的继电保护装置在运行的过程中会受到各种因素的影响，从而导致可靠性较差，不利于变电站的稳定运行。温湿度变化、雷电天气、热源波动以及硬件的使用年限等都会对继电保护系统的安全性有一定的影响，所以在数字化变电站运行模式下，需要对继电保护系统的安全性能进行提升，在相关技术以及管理模式方面有所改善，降低故障的发生几率，提高系统运行的安全性和可靠性，为变电站的安全稳定运行创造有利的条件。
4.2继电保护系统软件及硬件性能提高
软硬件的性能直接关系到继电保护装置功能的发挥，所以在软硬件的性能方面要有严格的要求。为了适应数字化变电站发展的需求，继电保护装置的软硬件需要具有可扩展的性能，能够适应未来的技术发展需求，这是数字化变电站未来发展的重要基础。
4.3继电保护性能加强
变电站在数字化技术的操作模式下，在性能方面得以拓展，有利于继电保护技术的进一步提升。原有的继电保护技术使用的是模拟信息，会占用较大的信息存储空间，并且在数据计算的准确性以及及时性方面存在一定的缺陷。而在数字化操作模式下，会将原有的模拟信息转换为数据信息，极大的缩减了存储信息所需的空间，存储能力有显著的提高。对于数据信息的计算在准确性和及时性方面有了大幅度的提升，能够及时的获取变电站内的信息，为继电保护技术的操作提供了更加便捷的条件，从而能够更加有效的保证变电站的安全稳定运行。同时，在数字化技术的操作模式下，对于变电站中的继电保护实现人工智能奠定了良好的基础。数字化信息处理技术成本较低，并且性能有所提升，所以在未来的变电站继电保护中会得到广泛的应用。
结束语
当前我国数字化变电站继电保护装置的各项技术还不十分成熟，在具体应用过程中还存在一些问题需要解决，因此需要重视继电保护调试技术的研究力度，并进一步探索新技术，进一步对继电保护系统进行完善，加快推动变电站信息化建设的进程。
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论文作者:邢明路
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/26
标签：变电站论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 继电论文; 技术论文; 接口论文; 网络论文; 《电力设备》2017年第5期论文;