浅谈数字化变电站继电保护技术

0  前言

随着科学技术的不断发展，当今社会已经逐渐进入到了数字化大时代，数字化技术已经被广泛应用到各个领域电力系统运行中，数字化技术在变电站继电保护中的应用也在进行不断地改进和发展。数字化变电站实现了电网运行保护的科技化和智能化，与传统的变电站继电保护相比存在很大差异，其具有更好地环境适应能力和自动管理能力。但是由于数字化变电站处在不断改造和发展过程中，为了能够更好地适应未来技术的需求，数字化变电站继电保护技术研究成为了备受关注问题。下面针对数字化变电站的基本概念进行阐述，对数字化变电站继电保护技术面临的新挑战进行分析，并提出了新型数字化变电站继电保护技术。

1  数字化变电站概述

数字化变电站是指将变电站全部以往的（包括信息的采集、输入、编码处理和输出）模拟信息转换成数字信息，同时，形成与其相适应的通信网络。数字化变电站主要包括以下几个特征：**，数据采集和信息处理数字化；**，系统分层智能化；第三，信息交互网络化；第四，系统结构衔接无缝化；第五，系统建模统一化；第六，信息共享集成化。数字化变电站主要有以下六个优点：**，信息平台实行全部的设备和功能统一共享,避免了设备多次重复使用的情况出现；**，测量精度高、无饱和、无CT二次开路；第三，二次接线较为简单；第四，光纤替换了以前的电缆，使其具有优越的电磁兼容性能；第五，信息传输通道能够进行自我检验，可靠性被大大提高；第六，人工智能自动化管理。

2  数字化变电站继电保护技术

2.1  数字化变电站提高了继电保护的运行水平目前，一般采用IEC 61850 标准的数字化变电站，由于其二次电缆较少，如果想要实现网络化设备自投、母线保护和低压低频减载的功能，并不需要再重复投入设备和采集信息，只需数字化分散各个功能到相应的间隔保护单元,就能基本上消除限制数字化变电站继电保护运行的要素，从而提高了继电保护的运行水平。

在处理装置缺陷时，通常直接采用数字量的方法，因为这样可以将电力系统中一次电气量的信息真实准确的反映出来，但是随着技术的不断改进，诸多先进的原理和算法涌现出来，用于系统装置中可以使信息集成度和抗干扰能力更强，数字化的自检功能能够使装置运行更加安全、可靠和稳定。并且，数字化变电站采用光缆替代传统电缆，也使得变电站中所用设备元件数量降低。

2.2  数字化变电站继电保护技术面临的新挑战

信息技术的不断发展和数字化变电站的不断改进，为了提高继电保护性能，充分应对未来的技术需求，提高用电系统的安全性、稳定性和可靠性，数字化变电站继电保护技术面临着新的挑战：

（1）要求继电保护设备性能更高。对数字化变电站继电保护设备性能的考察，主要包括以下几个方面：一是，能否实现电力状态参数的实时监测；二是，保护系统的信息存储能力是否强大，强大的存储性能可以有效记忆以往故障点，通过自检能够避免以往故障的再次出现，从而减少故障；三是，能否保持算法和技术的先进性，提高系统运行的准确率；四是，在实现上述性能的前提下，能否保证系统的经济性。

（2）要求系统软硬件的扩展能力更好。技术的提高同时也体现在产品的可扩展性上，对于数字化技术而言，产品系统的扩展能力是通常选择考察的一个关键因素，继电保护作为电力系统中对用电可靠性和安全性提供保障的关键点，继电保护系统的可扩展性能否符合数字化变电站的要求尤为重要。

（3）要求继电保护可靠性更佳。 可靠性不只是指系统软件的可靠性，同时也对系统硬件的可靠性提出要求，主要包括系统中元件的性能不易受到温度、电源波动、使用年限等因素的影响，并且具有高效的自检能力。

2.3  数字化变电站中新型继电保护技术的应用

2.3.1 智能化继电保护测试仪

目前，IEC—61850测试仪已经成为一款普遍通用的继电保护测试仪，但是随着数字化变电站的发展，IEC—61850测试仪越来越不能满足数字化变电站对继电保护的要求，因此，智能化的继电保护测试仪亟待进行开发研制，而在以往产品开发经验的基础上开发研制出的DRT-802 测试仪是一款智能化继电保护测试仪。该测试仪具有比IEC—61850测试仪更丰富的功能，包括：支持 IEC 61850-9-1/9-2、GOOSE 收发、开入开出及小信号模拟量输出等，并且，DRT-802 测试仪能够承载任意电压等级的数字化变电站继电保护装置。

2.3.2 数字化变电站的动态仿真系统

建设人工智能化电网，其对数字化变电站继电保护的要**具有信息化、自动化、数字化和交互化的特性。但是，对我国目前正在使用的数字化变电站而言,其继电保护技术并不成熟和完善，并且相较于数字化设备的发展还相差很远。为了解决这一问题，可以将动态仿真系统应用在数字化变电站中,首先可以对数字化变电站中发生的故障和操作方法进行模拟仿真,然后将模拟信号输入到故障录波设备、自动测控系统、智能仪表等在内的二次设备中,实现记忆存储，当发生故障时继电保护设备可以通过信号传输进行自检，并实施线路的监控与保护。从而提高电网运行的安全性和稳定性,对降低电网运行事故的发生率具有重大意义。

3  总结

总之，随着科学技术的不断发展，建设智能化电网已经成为当今时代必不可少的一项工程建设，然而，数字化变电站继电保护技术的改进和完善是适应智能电网建设的必然要求。由于目前我国正在使用的数字化变电站继电保护技术并不成熟，远远不足以满足数字化设备的发展，因此需要建立新型的数字化变电站继电保护技术,培养专业的继电保护人才，提高电网运行的安全性和稳定性。