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1、数字化继电保护在智能变电站中的运用研究 数字化继电保护在智能变电站中的运用研究 摘 要：当前，科技的发展和社会的进步都推动了智能技术在电力系统中的应用，国家电网为了提高电网的性能及效益加强了数字化继电保护在电网中的应用，因此研究数字化继电保护有很强的时代背景和意义。 本文首先对数字化继电保护的研究背景和意义进行了分析，然后对数字化继电保护的相关理论知识进行了阐述，对数字化继电保护的装置进行了介绍，最后与实际情况相结合，阐述了数字化继电保护在智能变电站中的运用。 一、前言 1.1 研究背景 随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，我国的电力系统也在不断升级以适应新形势新变化。变电站作
2、为电力系统中的重要一环，在其中起到调整电压，分配电能的作用，因此，对变电站环节一旦发生故障，所造成的损失影响非常大。当前我国在智能电网技术以及相应的智能电气设备开发和推广上的研究不断深入，变电站在建设上也迈入数字化时代。数字化继电保护在国内的变电站中已经得到了推广。另外，为了维护变电站的安全，国家也制定了相关的规范希望推动数字化继电保护系统的应用。所以，加强对数字化继电保护在智能变电站中的运用研究有着十分相关的时代背景。 1.2 研究意义 变电站的数字化继电保护系统在提升变电站的经济效益和生产效率，推动电力系统的数字化建设，维护国家在农业、工业、商业以及人民生活的的正常运行方面发挥着重要作用。
3、因此，加强数字化继电保护在智能变电站中的研究，推动数字化继电保护系统在变电站的广泛应用有着十分重要的现实意义。 第二章 数字化继电保护概述 2.1概念及原理 继电保护，是当电力系统有异常状况发生或者有设备故障的情况出现时，在继电保护系统的能力范围内以最快的速度和最小的选择区域时，自动向电力人员发出故障信号或将其中产生的故障设备排除，是一种依靠自动化的降低事故损失度起到保护措施。而数字继电保护则是以数字信号为依托来实现设备之间的相互通信与信息传递，可以说其所具有的数字化为最显著的特征，与传统的继电保护相比更加的高效与便利。 2.2数字化继电保护系统与传统微机保护系统的比较 数字化继电保护系统中的
4、合并单元与电子互感器等配件相互配合，可以实时对测量值进行处理，将原有的非数字化信号转变为数字化的信号，并在通信的过程中利用光纤而非传统的电缆进行传送数字信息。它与之前传统的微机保护系统相比电缆的传送回路不同，可以将一次设备和二次设备进行有效隔离开，明确清晰了现场的各个间隔，使不慎与电缆发生触碰、连接的事故的发生变为不可能，更加的安全高效。 数字化继电保护系统中的电子式互感器无论是在绝缘性能上、线圈范围的广度上以及抗干扰能力上都比传统的微机保护系统更胜一筹，因此也就比传统的微机保护系统更能提高测量数据的准确性。光纤对于数字信号的传输方面也有保护作用。数字化继电保护系统中的智能操作箱取代常规断路器
5、可以在过程层网络和保护装置的帮助下实现实时通信。 数字化继电保护系统依照统一的IEC61850通信标准来运行，因此与数字化继电保护设备相关的生产供应商也都会基本生产统一设备型号，确保了设备的共享性，避免了设备在使用更换时发生不连续的情况，使得成本得以节约，并使得在变电站的保护方面上具有更大范围的开放性。 第三章 智能变电站相关设备的保护装置 智能变电站要求有较高的装置配置，在线路保护，变压器保护以及母联保护方面都有很高的技术要求。 3.1线路保护 智能变电站中的保护应当具有很强的综合性，将站内保护、监测与控制等功能紧密的结合在一起，以间隔具体情况单套设置。在进行线路保护时可以直接跳到断路器上以
6、对设备运行的信息进行直接采样。保护监测装置被应用于线路间隔内，并且该装置除了Goose网以外，不会再与其他的设备装置之间发生信息传递，而剩下的均采用点对点的方式进行连接来传递数据。 3.2 变压器保护 首先，按照规范要求，变压器保护中分别采用主、后备保护一体化双套配置，无论是合并单元还是智能终端的两侧都要采用主、后备保护一体化双套配置，间歇电流和中性点会分别并入对应侧，另外，直接采样的方式在保护是也会直接跳到两侧的断路器上。 3.3 母联保护 母联保护也就是分段保护。与线路保护相比，二者十分相似，但是在结构上，母联保护相对简单一些。此时的母联保护装置不需要具备数据交换的功能，只要进行直接采样、
7、直接跳闸的功能，因此它与合并单元和智能终端直接相连。另外，母联保护装置可以跨间隔实现信号的传递。 第四章 数字化继电保护系统在智能变电站中的应用 目前，变电站正迈入智能化时代，传统的继电保护也应与时俱进，以适应新变化新形势的发展。要想让数字化继电保护系统发挥出强大的作用，首先就要改进原有的继电保护设备，将电子式互感器取代传统的电磁式互感器，用光纤代替电缆并使用有智能单元的断路器。针对设备所发生的变化，采取下文的测试检验方法： （1）过去的方式是在保护装置中输入电压和电流的模拟量，而现在新的方式是被光纤数字信号所替代。而光纤数字信号要求采用有跨间隔数据要求，以尽量在不同间隔间发生数据传输时，避免
8、发生传输时间的不同步的情况。一旦发生明显的时间不一致的情况，保护装置就不会达到正常的期望。 （2）从传统的方式中可以看出，以前的变电站在继电保护方面大多使用接点直接跳闸。但是，GOOSE网目前在智能变电站得到了广泛的应用，在数字化继电保护中，数字信号也会通过GOOSE网等新的网络向智能终端传输，原有的实用节点直接跳闸此时会被取代，使系统的安全性和稳定性都得到了极大的保证，也方便了对以后的设备维修检查以及扩建。 （3）当前的智能变电站中的智能变电器则在原先的基础上增设优先级别，借助于GOOSE报文来实现数字信号的传递。在测试检验中，可利用整组传动实验对变电站保护装置输入和输出信号来进行检验，以确
9、定输入输出信号的准确性和精确性。 （4）与传统的继电保护系统相比，数字化继电保护系统是采用光纤数字信号的输入方式，因此数据同步性检验与测试十分有必要，例如对变压器差动保护进行测试检验和母差保护进行测试检验等等，以确保数据的同步性。 （5）光纤以太网在检验时主要是针对光收发器件的功率以及误码率来进行检验，从而保证其物理连接的准确性和可靠性。针对这一检验过程，数字化继电系统也采取的是现代化检验手段，通常依靠网络进行相关的检验。 第五章 结束语 数字化继电保护系统对建设智能变电站所显示出的强大推动作用，已经得到了国家以及相关学者的研究及重视。本文为数字化继电保护系统对于智能变电站的作用进行了研究，目的是为了为我国的智能变电站的未来发展提供参考。 参考文献 张申彬（1968-）男，汉族，河北宣化县人，大专学历，助理工程师，研究方向：自动化。 张飞（1981-），男，汉族，本科学历，内蒙古人，工程师，研究方向：继电保护。
