摘要：随着科技的日新月异，变电站的发展趋势也渐渐导向自动化、信息化与数字化。在发展过程中，衍生出来数字化电气信息采集系统，可直接保证继电保护的可靠性。本文针对数字化电气信息的采集进行研究，首先分析了数字化电气信息采集系统的组成，分析其主要结构，结合电气信息采集对继电保护可靠性的作用进行了深入的研究，对于促进数字化信息采集系统在变电站中的推广应用有极大的作用。
关键词：数字化电气信息采集；继电保护；数据验证模式
引言
传统的电气信息采集技术应用过程中对于继电保护系统的构成、运行的过程以及实现继电保护的方式都相对落后与低效率，而数字化电气信息采集系统针对这几方面进行了世纪性的革新。打破原先继电保护装置无法在不同设备中进行使用的局限，数字化电气信息采集通过技术革新使得继电保护装置不但能应用于不同设备而且能够将装置中的不同设备分离开来，像电子式互感器与智能断路器之类的。因此，数字化电气信息采集对于继电保护可靠性的研究，可以有各种方面的收获，有着极其广泛的应用意义。
1 数字化电气信息采集系统的结构分析
在结构方面，与传统的电气信息采集系统相比，数字化电气信息采集系统它的高压方面使用激光作为工作电源，而将电气信号通过光纤向采集单元进行传播是由激光提供的高能激光来实现的，再经过光电转换后并可转换为电信号为电源供应直流电。另外，数字化电气信息采集系统中有个新的部件——合并单元，它是对于多个线路传输的信号进行并行接收，并检验数据有效性的部件。而合并单元接收的信号一般都是进过取能线圈整流和滤波之后，再经过重新编码后通过绝缘柱与光纤传送到的。数字化电气信息采集系统中的另一个步骤是相位补偿，这是因为系统中的电子式互感器在进行信号转换与传输时，通常由于各种各样的原因，不同的部件在数据传播时会产生不同的时延差，因此，需要相位补偿对不同的时延时间进行修改，消除各部分之间电流的相位差。同步信号是在合并单元经过重采样处理的，一般是通过GPS秒脉冲信号或者精准的主时钟发出，它对应的脉冲通常是双路对时形态的。接收完这种同步信号后对其进行分频处理，然后提供控制上述电子互感器的采样数据，让其进行进一步的传播处理。
2.数字化电气信息采集对继电保护可靠性的影响
2.1 对数字传输方式的影响
在传统的电气信息采集系统中，由于技术的局限性，容易出现二次电缆贿赂出现极性绝缘导致信号不传播、电缆接地以及断线导致信号中断等问题，使得继电保护系统的检查与监测工作极其繁琐。而数字化电气信息采集系统中，信号传播过程采用的是数字化传播方式，杜绝了上述问题的出现，减少了继电保护系统在维护与检修过程中的人工失误（像误碰、接线错误等），减少了继电保护系统的不可靠因素。此外，由于继电保护系统设计是一个交叉学科的内容，它需要掌握通讯、计算机技术、电力、数字化信号等多门学科的只是，并将其进行高度融合与改进，因此，目前的数字化电气信息采集系统中的继电保护系统设计上并不完善，还存在很多不足，使得继电保护系统的可靠性远远没有达到设想的程度。而且，目前数字化电气信息采集系统在变电站中的应用仍处于一个初级阶段，要想对其、对继电保护系统加以完善，需要相关人员对此进行更进一步的深入研究。
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2.2 对数据验证模式的影响
在数字化电气信息采集系统中，进行采样数据检验时是利用合并单元的32位循环冗余校验码，一旦校验码有误便无法提供给继电保护系统正确的采样数据，由此进行对采样数据的可用性的判断。当继电保护系统无法获取正确有效的采样数据时，系统便会自动判断出某些地方（传输通道或者互感器等部件）出现问题，对有问题部分进行封闭；如果无法判断出问题所在，就将有效数据进行封闭，提高了继电保护系统的可靠性。但是，由于数字化电气信息采集系统中电子器件较多，因此其受到外界电子信号的干扰后容易产生数据异常变形，使得数据出现不可控的错误，这样，即使继电保护系统得到了正确的校验码获取的也是已经错误的数据。基于此，数字化变电站提出了数据共享模式，在这种模式下，可以查找在数据发生错误之前的共享数据，进而获取有效数据，同时，该模式也能自行根据发生的特殊情况进行判断提供应对方案，极大地提高了继电保护系统的可靠性。
2.3 对采样频率的影响
目前，继电保护系统的信号采集频率大都为2的次方的整数，例如24、48、96次等，具有一定的规律可循。而数字化电气信息采集，它的信息采样频率与继电保护系统完全不同，为每工期80或200次，因此，二者之间的转换不能靠简单的抽点式进行，而需要采用插值法。这也就要求，在进行采样数据之间的高低频率转换时需要过滤掉高采样频率中的高频分量，通常这需要一个专门的滤波器来完成滤波操作。这个滤波器要求能够同时满足精度与频率的要求，进而达到要保护系统的基础上完成数字化电气信息采集与继电保护系统信号采集的调频，减少调频过程中存在的误差或者时间延迟问题，降低失误的可能性。
2.4 对配置冗余度的影响
数字化电气信息采集技术中为了能够有效解决继电保护过程中存在的某些问题，提出了一个大胆而新颖的方法——双重化配置，将采集单元中的双A/D设计与合并单元进行双重设置，在保证两个单元正常工作的同时又能相互的独立。然而，理论知识很简单，实践起来却极具难度，最大的困难在于，继电保护系统中的双回路需要在密切配合的情况下进行工作，将二者分开配置，就意味着这二者配合的过程中存在一定的间隙。此外，继电保护系统设计越复杂其保护功能就越强大，因此对于功能强大的继电保护系统，它的配置设计便越复杂，要想将其分开配置并达到密切合作便更加困难。基于这些理论，设计人员在进行双重化配置设计时，需要对整个系统具有透彻的了解，从整体下手，切入碎部，结合各个配件的功能与设计寻找一种满足系统实际工作中的防误动、防拒动需求的冗余配置设计输出逻辑，保证继电保护系统既具有可依赖性又能确保安全可靠性。
总结
总而言之，对于继电保护可靠性的研究中，数字化电气信息采集系统的应用拥有极大的研究价值，能够从多个方面对于继电保护可靠性产生作用，进而影响继电保护系统本身的工作能力与工作质量，比如双重化配置降低配置冗余、通过设计滤波器进行不同采样频率数据之间的转换、提供32位的循环冗余校验码进行数据验证、数字化的电气信号传输方式。因此，技术人员仍需对此展开相应的研究，不断发掘其中蕴含的有效信息，并将这些信息应用到实际的继电保护工作中去。
参考文献：
[1]刘凯里.数字化变电站继电保护优化配置研究[D].华南理工大学，2013.
[2]笃峻，叶翔，葛立青，杨贵，周奕帆.智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现[J].电力自动化设备，2016，36（07）：163-168+175.
论文作者:童雨鑫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/13
标签：继电保护论文; 电气论文; 系统论文; 数据论文; 信息论文; 采集系统论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第4期论文;