试析数字化变电站继电保护的优化配置

试析数字化变电站继电保护的优化配置

张丽

张丽

（内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局010300）

摘要：随着光电技术、电子信息技术以及自动化技术的快速发展，变电站的数字化管理与运作越来越成为实现我国电网建设事业的关键。社会经济的发展与人们生活水平的提高使得我国电力需求呈现出大幅度的增长趋势，为缓解电力紧张问题，实现我国电力事业的可持续发展，有必要对数字化变电站继电保护配置加以优化。

关键词：数字化变电站；继电保护；优化配置

在当前的电力供求状况下，电力系统为提升自身的供送电环节中的服务质量，采取了各种手段及行业技术来提升变电站供配电网络系统的安全性与可靠性。其中，数字化变电站继电保护配置作为电力传输过程中的重要环节，其安全运行对于整个电网系统的安全性与稳定性有着直接关系，因此，对数字化变电站的继电保护配置进行优化处理是很有必要的。

一、数字化变电站概述

数字化变电站是由智能化一次设备与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。近几年来，我国各领域的用电量及用户数量在不断增加，同时，各地区电网规模也在不断扩大，基于这种情况，我国数字化变电站技术就很有必要在相关产业中推广应用。在实践过程中，需凭借较为先进的光电技术、信息技术等内容来实现变电站的智能化系统管理，进而提升整个电网运作环境的技术含量，更好地为电力用户服务。数字化变电站的主要技术特性有三点内容，即采集变电站数据信息数字化、变电站系统建设精细化以及变电站系统分层明晰化。从实际运作过程来看，数字化变电站继电保护配置存在一定的局限性，需要通过科学化的优化处理才能将其解决。

二、数字化变电站继电保护配置的特点研究

2.1数字化变电站继电保护装置的构成及其特征

数字化变电站继电保护配置是由光信号接收模块、数据采集模块、CPU中心系统以及数据存储模块等部分所构成，数字化变电站继电保护配置昕采用的是数据采集光纤通信接口，这也是便于传统的继电保护向数字化变电站继电保护技术顺利过渡。同时，在变电站继电保护配置系统中还需要多个接口的连接与互通，才能顺利完成日常的数字化变电站的继电保护工作任务。

2.2挖掘数字化变电站继电保护装置在实际应用过程中的问题

从以往的工作经验中可以发现，将多项数字化技术引入到变电站继电保护系统环境中，仍存在一些不够协调的现象具体来看，出现的问题主要有：二次接线不合理，网络结构过于复杂．goose通信稳定性能欠佳，信号告警不能自动返回复归、系统反应慢出现卡死等情况。

三、数字化变电站继电保护配置的优化措施

从目前我国数字化变电站继电保护配置的常规方案中可以了解到，在实际运作的过程中有很多细节都不够成熟，尤其是数字化变电站继电保护技术与传统的电力系统环境还需要长期磨合，这也是为了最终实现智能电网系统管理昕做出的努力。但实际上，当前所出现的问题可以采取数字化变电站继电保护配置的优化措施来将其改善。

3.1数字化变电站继电保护配置的常规方案概述

从总体来看，数字化变电保护装置可以分为主变保护、系统线路保护以及母线保护三种类型，对220kV及以上线路及主变系统应采用双重化保护配置，要求在电力系统中电气元件发生故障时或在不正常运行状态下，能动作于断路器跳闸或发出信号，保障电力系统安全稳定运行。从继电保护原理的角度来分析，数字化变电站与以往的常规综合自动化变电站趋同其先进性主要表现在系统分层设计与信号的传输上，即运用面向变电站事件的通用对象的goose通信技术，实现同一标准平台上实时信息数据共享的目标。具体来说，一次设备采集信息后，就地转换成数字信号并传送至合并单元（MU）。合并单元（MU）将信号经过一定预处理后，通过光纤上传至保护测控装置以及后台监控系统，数字化变电站对一次设备的控制也是通过光纤传输数字信号至智能操作箱来完成的。

3.2数字化变电站继电保护配置的优化措施

当前国内电力系统所采用的数字化变电站继电保护技术较为先进，但尽管如此，变电站继电保护配置在实际操作的过程中也遇到了一定的阻碍，因此，需要从数字化变电站本身的结构特点着手来分析，对原有数字化变电站继电保护配置方案进行系统优化处理，使其更符合现代社会环境中各领域电力用户的实际用电需求。

3.2.1二次接线的优化

二次接线的优化是数字化变电站继电保护配置优化项目中最核心的内容之一。对于数字化变电站保护装置的实际应用而言，该装置的灵敏度以及稳定性能的发挥极为关键。从现场的实际工作状况来分析，二次接线较为复杂，为了优化处理这一环节，可以通过简化二次接线设计方案的策略来调整保护配置，对二次接线进行精简。比如，可以在过程层采用分布式母线保护，运用现代网络技术、智能短路器等装置把母差保护中的复压闭锁元件给去掉，使母差保护逻辑简单化。对整个数字化变电站保护配置的优化环节主要包括间隔处理单元、中央处理单元及数据交换网络等几个部分，可以通过以太网供电技术简化网络结构，并相应地改进各层级之间通信接口的性能，以此来提升继电保护系统的效能。此外，为了更好地改进二次接线设计方案，提升数字化变电站接线工艺水平，可以将动力电缆、控制电缆等按照其不同功能采用差别化的颜包标识来进行区分，并设置相应的设计施工标准，这就从技术工艺的角度来优化二次接线设计方案。

3.2.2提高goose通信的时效性与稳定性

goose通信的时效性与稳定性与电力系统继电保护的总体效能息息相关。goose传输是一种实时应用，且对信号的种类有一定的限制。实际上，与传统的保护接点直接跳闸的模式相比，数字化变电站继电保护的总动作时间有所延长，用数据采集光纤通信接口取代原有保护装置的交流量输入插件处理。而且，经实践证明，将goose网络传输代替传统的硬接线可以实现开关位置、闭锁信号和跳闸命令等实时信息的可靠传输。从优化实践的过程来看，只有将数字化变电站继电保护配置的各项指标维持在正常的标准范围内，才能保证我国整体电力网络的运行状况良好。从现实的角度来分析，实时性优先级效果的实现与goose接收任务的优先级设置标准有着直接的关系。从具体情况来看，如若要改进发送端、接收端、交换机等环节过程中的数据，可以采用多优先级的发送队列的方法进行通信，进而提高信息数据传输的时效性，同时还可以改进硬件通信接口的性能，从而提升整个系统的稳定性。

总而言之，通过优化二次接线、简化网络结构、提高goose通信的时效性与稳定性等措施，能够改善数字化变电站继电保护配置的性能，激发出系统内部潜在的能效。

总结

总之，数字化变电站继电保护配置对于变电站的发展有着至关重要的作用，因此，在具体的工作中，要不断优化数字化变电站继电保护的配置，促进其进一步发展。

参考文献：

[1]司曼.浅谈10kV供电系统的继电保护配置[J].电子制作.2014（03）

[2]王勤.智能变电站继电保护配置的分析和探讨[J].价值工程.2014（08）

[3]王超.数字化变电站继电保护系统可靠性研究[D].浙江大学，2013.

作者简介：

张丽（1982.08），女，内蒙古鄂尔多斯市人，薛家湾供电局在职职工，助理工程师，单位：内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局，研究方向：变电继保。