摘要：随着电力系统的不断发展，对变电站的可靠性、安全性提出了更高的要求，数字化变电站的概念被提出来，数字化变电站是是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
关键词：数字化；变电站；继电保护；
IEC61850标准的颁布给数字化变电站提供了理论基础，电子式互感器和智能断路器等一次设备地智能化是建立数字化变电站的必备条件，计算机网络技术和光纤通信技术是安全、可靠地传送变电站信息的重要保证。以上标准、技术的应用都是建设数字化变电站不可或缺的因素，其研究和发展也处于不同的阶段。
1数字化变电站
1.1数字化变电站的构造
数字化变电站应有如下特征：
智能化的一次设备——智能化的一次设备包括电子式电流/电压互感器、智能断路器、隔离开关、智能变压器以及其它智能化辅助设备；
保护装置、测控装置、故障录波及其它自动装置的I/O单元，如A/D转换、光隔离器件、控制操作回路等分割出来、作为智能一次设备的一部分。
网络化二次设备——变电站的常规二次设备如继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作等将全部基于标准化、模块化的微处理机设计，设备之间连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现功能装置重复的通讯接口。通过网络可以真正实现数据共享、资源共享，常规功能装置变成逻辑功能装置。
全站统一的标准通信平台——一次设备实现数字化通信，变电站内智能装置的数量必将急剧增加，点对点的通信方式将不能满足变电站内的通信需求，智能装置采取网络化的通信模式将成为必然的选择。
1.2数字化变电站与传统变电站的不同点：
智能一次设备已经取代常规设备，实现了智能终端与继电保护系统之间的配合，对一次性设备的运行情况进行智能调整和控制。二次设备方面，电子式互感器的出现取代电磁式互感器，电子式互感器的特点是测量精度高，工作可靠，不会受到磁饱和的影响，测量误差小。电子式互感器为保护及测控装置提供数字信号，简化了转换信号的过程，减少了数据在进行传输过程中产生的误差，数据更方便更高效的进行共享，提高了数据的精度和质量。在数字化变电站中，使用光纤网络可以有效的进行数据传输，降低传统变电站中由于导线回路故障而引发的系统故障风险，提高系统稳定性。
1.3数字化变电站的保护系统
1.3.1电子式互感器
电子式互感器指有别于传统的电磁型电压/电流互感器的新一代互感器，简称ECT/EVT，主要包括以罗柯夫斯基 (Rogowskl)线圈为代表的有源电子式电流互感器和采用法拉第效应光学测量原理的无源(光电式)电流互感器。电子式互感器具有无磁饱和，抗电磁干扰能力强，动态范围大、测量精度高，无二次开路危险、绝缘结构简单等优点。电子式互感器的接口设备主要包括合并单元和扩展仪用传感器单元ITU。
电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一次电流。低功率线圈（LPCT）的工作原理与常规CT的原理相同，只是LPCT的输出功率要求很小，因此其铁芯截面就较小。空芯线圈是一种密绕于非磁性骨架上的螺线管。空芯线圈不含铁芯，具有很好的线性度。
1.3.2电子式互感器的效益
空心线圈式互感器主要是利用电磁感应对电子设备内部电量进行测量，是一种敏感元件，能直接输入直流电，但不可以对直流电进行检测，是一种良好的线性、测量精度大的互感器，具有可靠性，抗干扰，安全，低耗能等特点。铁芯线圈式互感器，是一种低功率的互感器，测量原理是电磁感应，线性程度与抗干扰能力比空心线圈式互感器差，能输出直流数字电流，不能进行检测，具有一定的安全可靠性，能耗较低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆全光纤式互感器，采用法拉第效应测量原理进行工作，工作过程中使用光纤作为敏感元件，这种互感器不仅可以进行直流输入，还可以对直流电进行检测，具有优秀的线性程度，以及可靠性，安全性，具有良好的抗干扰能力，但由于工作所需要的能量更大，所以耗能会较高。
2继电保护技术在数字化变电站中的应用
2.1互感器技术和智能断路器
数字化继电保护装置中的电子式互感器由于使用效果好、功率小，已经逐步取代了传统继电器中的CT和PT，电子式互感器可以将大电流、高电压转化为数字信号，通过光纤对数据进行处理和输出。智能断路器二次系统能够在传感器、微机、电力电子当中设定保护阈值，如果超出阈值断路器就会自动切断故障电路，避免电力故障扩大。通过光纤通道将数据信息和指令传递到智能断路器接口当中。采用电子互感器和智能断路器能够提高数据传输的速率和可靠性。
2.2动态仿真技术在变电站中的应用
在智能电网建设当中，需要增设一定量的动态仿真技术自动化设备。当今我国所使用的智能变电站，并不具备完善的二次设备检查方法。从智能变电站整体结构上分析，继电保护无法全方位保护设备安全。而动态仿真技术的出现，除了能够对故障发生、操作演练、运行方法进行仿真模拟，还能够实现二次设备运行信号模拟，包括继电保护、录波设备、智能仪表等，依据仿真结果即可对母线、变压器进行动态监测和保护。与此同时，采用动态仿真技术可以对智能化设备、电力系统运行情况进行评估，进而提高了变电站运行安全。
3加强数字化变电站继电保护技术可靠性的措施
3.1线路保护
我国电力行业主要借助纵联及差动的保护形式保护线路，这种保护形式指的是在装置设计时采用后背式和集中式的保护方法，这两种保护方法都能够采用有效解决措施及时解决配置中出现的问题，为输电线路安全正常运行提供有力条件，打下良好的基础。因此，在数字化变电站继电保护系统可靠性建模过程中，需要通过科学合理、有效的策略来提高对线路保护的配置。
3.2变压器保护
在构建输电系统时，需要事先计算和预判输电电路的电流承受能力，输电线路电流承受能力过度或不及都会对其形成一定的损害，所以应该对变压器系统采取保护措施，保证输电线路的电流大小，对电力系统而言，变压器具有十分重要的作用，可以为变电站继电保护提供有力的重要保障。
3.3加强培训，提高工作人员专业性
在变电站继电保护系统出现问题时，工作人员须具备较强的处理及应急的能力，通过共同合作尽快解决问题。处理过程中，工作人员若是缺乏专业性，对问题和事故处理没有任何价值，需要提高整体队伍的专业水平和素养，组织相关工作人员进行培训，让这些人员熟练掌握相关技能和操作方法，有助于提高继电保护系统的可靠性。
3.4网络系统可靠性
网络化的通信要求全站智能装置必须采用统一的数据建模及数据通信平台，这也是实现互操作性的基础。IEC61850 是迄今为止最为完善的变电站自动化的通信标准，代表了变电站自动化的未来发展方向。IEC61850 标准按照自动化系统所要完成的监视、控制和继电保护等功能，提供了完整的信息模型及相关服务。为了实现互操作，。
结语
数字化变电站的发展是一个比较长期的过程，目前实际运行的数字化变电站只是初步实现了其真正意义上了某一部分功能，如数字化采样、GOOSE跳闸等；数字化变涉及的技术也比较多，如IEC61850 标准体系、电子式互感器、智能断路器等；标准和技术的更新必然会推动变电站数字化的进程。目前，电子式互感器和智能断路器只是处于实际运行的初级阶段，需要大量积累经验；网络技术也需要进一步的发展，才能更好的实现数字化变电站。
参考文献:
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论文作者:朱永胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/9
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