刘庆
（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；技术分析
于电力系统而言，变电站是一个接受分配电能、控制电力流向、变换电压、调整电压的电力设备，它通过对变压器性能的充分利用将与各级电压电网相连接，这也被称为输电与配电集结点。但是就目前而言，数字化变电站仍处在发展、创新、完善的建设过程中，这一技术还没有完整规范的实施，而且数字化变电系统与传统意义上的数字化变电保护装置也有着根本的差别，所以对数字化变电继电保护系统的分析研究就具有十分重要的意义。
1 对数字化变电站的理解
根据数字化变电站的基本作用来讲，它主要是数字化变电站信息的收集、处理、模拟与数字间信息的转化的作用，此外还可以形成和变电系统相应的信息网络，数字化变电站的信息主要分为分层分布化、信息应用集成化、系统结构紧凑化、数据采集数字化、系统建模标准化。另一方面，相对传统变电站来说，数字化更具有自动化管理的性能；二次接线变得更加简单、测量精度变得更高，不用对信息重复输入，同时因为传统变电继电保护变成了数字化变电站继电保护，所以其电磁性能相较以前变得更加强大。
2 数字化继电保护系统的特点
2.1 数字化保护装置与传统保护装置的区别
数字化保护装置与传统保护装置在硬件上的区别在于，数字化保护装置的微处理器的构成是数字电路，它的核心单元有着不一样的接口，而传统的继电保护装置的主要单元则是通信接口、模拟量输入接口、开管量输出与输入回路、数据处理单元。
数字化继电保护装置对数据的收集主要是利用电子式互感器，这和传统继电保护有着很大的区别。数字化继电保护的主要构成为：通信接口、出口单元、光接收单元、中央处理单元、开入单元等。
2.2 数字化变电站继电保护系统接口的实现
当前，在数字化变电站继电保护中，主要是利用电子互感器对信息进行收集处理，之后，收集的信息将被通过内部光纤传送至低压端，再经合并单元转化，最终将正确的格式输出。数字化变电站继电保护装置相比传统意义上的保护装置来说具有更高的可靠性。
3 数字化继电保护技术的应用分析
智能电网的建设，要求数字化变电站具备人性化、信息化、数字化、自动化等特性。但是目前系统内正在应用的数字化变电站继电保护技术中却缺乏一个完善的检测检查方法，相比数字化变电站继电保护技术来说，其发展还是远远落后的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在数字化变电站动态仿真技术的应用中，一方面可以对故障发生、变电站运行、操作演练等有一个仿真模拟，这可以对智能仪表、自动测控系统、故障录波设备、继电保护设备等进行模拟信号的发送，实现对变压器、线路、母线等的保护的监测和监控。另一方面，动态仿真还可以在数字化变电站应用中对系统及设备性能进行客观的评价。
4 数字化变电站继电保护技术所处的新环境
当今时代，随着科学技术的不断发展，微机化在变电站继电保护装置中越来越明显，而且计算方法科学、存储能力强、运算能力快等优点在处理器中也日趋显现。同时，数字化变电站继电保护装置还可以对大规模电路中的数字进行过滤、对数据进行收集、对模数进行转换，也避免了设备的运行受到干扰，进而可以整体上提高装置的运行效率及运行速度。并且数据的收集处理较之前相比也有了明显的改善。但是由于科学技术的飞速发展，继电保护技术也日新月异，所以这一继电保护系统也面临着许多挑战。
4.1 继电保护系统性能的提高
数字化变电站继电保护技术的提高首先需要设备一方面可以增强存储能力进而对故障实施保护，并且可以快速的测量监视电力状态的运行参数。另一方面还要优化系统自身的控制技术，比如对状态预测、神经网络、人工智能、模糊控制等控制的完善性。
4.2 提高继电保护的可靠性
如今的数字化变电站继电保护系统的可靠性不仅需要使元件不受影响，尽量降低温度、使用年限的影响，还要满足系统的优化和调试。并且可以在数字化保护系统的自检和巡检方面，利用软件对元件、软件本身、部件的各种运行状况进行检测。
5 优化数字化变电站继电保护技术
5.1 对于分布式母线的保护
系统电网中母线占据着十分重要的地位。然而传统对于母线的保护装置就存在着抗干扰性弱，二次接线繁杂、扩展性差等的问题。但是数字化对于分布式母线的保护则可以对这些问题起到很好的分散保护作用。并且传统的母线保护也无法满足对通讯数据日益变大的需求，而数字化则可以很好的解决这一难题。
5.2 对于变压器的保护
在继电保护装置中，对于变压器的保护主要是避免电路短路产生的差动，正确及时辨别励磁涌流和故障电流，对于这一问题，传统的保护极易出现转化不明确和误判情况。而数字化继电保护因其自身所具有的对电流的高保真转变、高频分量的优点可以在短时间内高准确率的对故障电流等进行分辨，并且根据检测的故障对变压器实施切实有效的保护。在传统的继电保护中，变压器保护用互感器往往因不同厂家规格的也不相同，所以就在很大程度上影响了电流的平衡，但是电子互感器的引入就很好的提高了灵敏度，降低了误差。
6 与不同电子式互感器的配合
在数字化变电站的运行中，系统的安全稳定性离不开继电保护装置的支持，数字化继电保护装置中包含的电子式互感器种类较多，在对信息数据进行处理的过程中，难免存在一定的差异。
首先，在测量延时方面，随着数字化继电保护装置的应用，使得测量精度不断提高。在应用过程中，对于信息的传递具有一定的延时性，如果存在差异，就需要继电保护装置设置相应的延时补偿，从而避免因为延时误差而导致的不良影响。
其次，在量程方面，继电保护装置在数字化变电站中的应用过程中，需要格外关注。如果在同一测量方法下出现不同的测量结果，则会造成继电保护装置的误差，从而影响系统的动作行为。
继电保护动作的实时性
在电网中，继电保护动作的用时越少，则表示继电保护的效果越好。继电保护动作用时越少，说明在电力系统中的制动面积就会小，对于保证电网的稳定运行具有重要意义，促进了电网整体稳定性的提高。如果数字化继电保护装置的反应时间过长，则说明继电保护装置的动作反应受到了采样值等因素的影响。为此，要想提高继电保护动作的实时性，从而保证电力系统的稳定运行，就必须不断强化技术层面的研究，优化过程层设计，完善数字化变电站继电保护装置的适应性，从而维系整个电网的安全、稳定运行。
7 结语
就目前而言，在我国统一化、自动化、数字化、网络化智能系统的建立，要在以后的几年里通过规划设计目标、分阶段建设目标等步骤来逐渐实现。并且数字化变电站继电保护技术的全面建设也是智能电网建设的根本前提。与此同时，随着数字化变电站的不断发展，对继电保护技术的要求也越来越高。
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[3]曹龙.数字化变电站继电保护的优化配置方案浅谈[J].通讯世界，2015，03：147-148.
论文作者:刘庆
论文发表刊物:《河南电力》2019年2期
论文发表时间:2019/10/14
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