关键词：继电保护；自动化技术；数据采集；数据接收
０ 引言
随着电网的不断发展，电力系统的自动化程度也不断提高，继电保护技术大量采用了微机继电保护技术，继电保护自动化的程度明显提高，电网之间互联的规模也不断变大。电网的规模越大，则意味着成本越高、运行难度越大，这就给电网的安全稳定运行带来了巨大的
压力 。同时，人们对供电可靠性的要求也不断提高，一旦出现停电事故，将会造成较大的经济损失，故提高对用户的供电可靠性十分重要。在大电网中，一旦出现故障就有可能会导致连锁反应，引起停电范围的扩大，需要采用继电保护自动化技术以保证电网的安全稳定运行。
１ 继电保护自动化技术
如今继电保护技术大多采用微机保护技术，微机保护的动作速度更快，保护动作也更加灵敏。在继电保护自动化中，首先需要将物理装置虚拟为多个智能电子设
备（ ＩＥＤ），每个 ＩＥＤ 包含一个或多个服务器和应用，在此图１
ＩＥＤ分层信息模型基础上就可以构建继电保护自动化的模型 。从应用的角度来看，又可将服务器分为 逻 辑 设 备 ＬＤ （ ＬｏｇｉｃａｌＤｅｖｉｃｅ ），逻辑设备包含逻辑节点 ＬＮ （ Ｌｏｇｉｃａｌ Ｎｏｄｅ ），逻辑节 点 包 含 数 据 对 象 ＤＯ（ Ｄａｔａ Ｏｂｊｅｃｔ ），数据对象则是 由 数 据 属 性 （ ｄａｔａａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ ）构成的共用数据类的命名实例。智能电子设备的分层信息模型如图所示。
继电保护自动化的模型构建之后，就可以分别实现模型中各个模块的保护功能，各个模块之间协调运行，实现继电保护的自动化和智能化。若以 ＩＥＣ ６１８５０规约为 例，该 规 约 中 规 定 的 各 逻 辑 节 点 功 能 如 表 １所示。
表１
在表 １ 中， ＰＴＯＣ 表示交流反时限过流继电器，能够在交流输入超出预定值时产生作用，当电流超过电流继电器中的整定值时，则过电流保护将动作； ＰＤＩＳ 表示方
向继电器逻辑节点，该逻辑节点表示继电保护中所有的方向数据。继电保护自动化中的测量功能模块可为保护装置提供各类有关电网设备的实际数据，是继电保护自动化技术中必不可少的模块。自动重合闸功能模块则可根据输电线路发生的是瞬时性故障还是永久性故障，来
判别该输电线路是否需要重合。断路器控制功能模块则具备对断路器进行分闸及合闸等常用功能的控制，保护跳闸条件模块则可以根据保护装置判断得出的信息，判断保护是否动作跳闸 。在继电保护自动化技术中，各个功能模块之间需要相互配合，才能较好地完成继电保
护自动化的功能，起到保护电网安全运行的作用。
2 继电保护自动化技术中的数据
在继电保护自动化技术中，保护整定值、算法及模型一般都事先已经设定好，但需要采集电气一次设备的运行数据，并传送到保护装置中，感知到电网设备的实际情况。当电网设备出现运行异常情况时，保护装置通过内置的保护算法分析判断从而做出是否动作的决定。变电站需要采集的数据包括模拟量、开光量、事件顺序记录（ ＳＯＥ ）和电能量等信息。电气设备的模拟量包括无功功率、功率因素、主变压器电流、有功功率、无功补偿设备的电流等。此外，模拟量还包括主变压器的油温、直流电源电压，站用变压器的电流、电压、有功功率、无功功率等数据 。开关量也称为数字量，一般可以用来表示电气设备的运行状态，如断路器的分闸位置和合闸位置等。事件顺序记录则可以将电网在运行过程中出现的各类信息记录下来，并上传到调度主站，供调度人员进行分析决策。通常系统中遥信和遥测的相关信息在调度自动化主站的数据库中已经入库了，能够直接进行相关数据的采集。为了满足继电保护自动化功能的要求，对有精确要求的绝对时标和同步要求的电网数据，应实现统一断面实时数据的同步采样，在继电保护自动化技术中的逻辑节点关系如图２所示。
通过上述继电保护自动化中各个逻辑节点的关系，可以构建继电保护自动化的模型。实现继电保护自动化的功能，关键在于对电气设备运行的数据进行采集和接收。继电保护中涉及的数据类型较多，采用的传输方式也较多，光纤通信是目前在电力系统中采用得较为广泛的数据通信方式。光纤通信的数据传输量较大，数据传输的稳定性也较高，也便于实现变电站通信网络规模的拓展。在继电保护自动化中一般是采用通信网络的方式进行数据传输。这样可以节省数据采集系统的输入输出量，同时可以简化硬件电路。对事件顺序记录的数据，包括断路器跳、合闸顺序记录，保护动作顺序记录，以及自动装置的动作情况记录等。不仅需要记录所发生的事件的性质和状态，还需要记录发生事件的时间，一般可以参考调度自动化技术中的相关规定。
3 继电保护自动化技术的数据采集分析
实现继电保护自动化最关键的是对数据进行采集和处理，只有准确地采集电网设备现场足够的实时数据，才能对设备的运行状态进行正确判断，以便采取相应的措施，保证电力系统的安全。
在继电保护自动化技术中，关于模拟量的采样方式，变电站中的模拟量包括三种类型：一是快速变化的交流量，如交流电压、交流电流等；二是变化缓慢的直流量，如控制母线的直流电压和操作母线的直流电压；三是变化缓慢的非电量，如频率、温度、水位、油压等 。随着微处理器、通信技术和其他相关技术的发展，在变电站继电保护自动化中，数据采集的途径可通过微机保护测量综合装置。这类装置除了具有保护功能外，还集成了测量和监控的功能。它采用面向对象的设计原理，除了对被保护对象起到保护作用外，还可将被保护对象的有关信息传送给监控主机，并执行监控或调度下达的命令。监控系统利用微机保护装置采集所需要的数据，有很大的优越性，既可以减少设备的重复投资，也可实现信息共享，减轻互感器的负担，同时也能减少所用的连接电缆数，设备的安装及维护都较为方便。
４ 结语
目前，继电保护自动化技术在电力系统中占有重要的地位，是保证系统安全稳定运行的关键技术和环节。本文主要对继电保护自动化技术中的数据采集及接收机理进行了分析，为继电保护自动化技术模型提供原始数据来源，对于提高继电保护自动化的技术水平具有一定的价值。
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论文作者:李锦锦
论文发表刊物:《中国电业》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：继电保护论文; 技术论文; 数据论文; 电网论文; 设备论文; 电流论文; 模型论文; 《中国电业》2019年11期论文;