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【摘要】 随着数字化时代的发展，我国的变电站技术有了非常大的进步。本文通过对我国数字化变电站继电保护中的问题进行分析，并提出一些措施，对其进行优化配置。
【关键词】 数字化；变电站；继电保护
引言
随着信息化技术的不断革新，数字化变电站的投入使用有了可能。由于系统内采用了数字化传输及处理技术，相比于传统变电站其可靠性大大提高。在了解数字化变电站继电保护机构发生的革新后，才能根据实际情况进行适应性分析以及动态测试分析，只有这样其适应性分析才有可供参考的价值。
一、数字化继电保护装置的特点分析
（一）數字化继电保护装置与传统的继电保护装置的区别分析数字
化继电保护装置与传统的继电保护装置硬件之间的区别主要在于，数字化继电保护装置的微处理器是由数字电路构成，并且包含很多可以选择的接口，功能更加丰富。数字化继电保护装置采用电子式互感器进行采集数据，而传统的保护装置由专门的数据单元进行模拟量采集，这是它们之间最大的硬件区别。
（二）数字化继电保护装置接口的实现
数字化继电保护装置采用电子式互感器收集变电站当中的信息，并进行相应的处理。处理后，通过其内部的光纤把数字信号传输到低压端，再通过合并单元的转化，输出正确格式的数据。与传统保护装置采用的模拟量输人不同，数字化保护装置采用合并单元中的光纤传输，减少了在模数转换的工作。
二、数字化变电站继电保护技术存在的问题
（一）TA饱和问题
10kv线路出口处的短路电流较小，尤其是在农网中的变电所。它们大都距离电源远，系统阻抗大。随着系统规模的扩大，10kv短路电流也会变大，有时会超过TA一次额定电流。在10kv线路短路的时候，因为TA饱和，感应到的二次侧电流趋近零，，会导致保护装置拒动。避免TA饱和主要有两个方面。一是不要选择变比过小的TA，一般10kv的TA变比不小于3005。另一方面要尽量减少TA的二次负载抗阻。这样能有效防止TA饱和问题。
（二）励磁涌流问题
由于空投变压器时，铁心中的磁通不会发生突变，非周期分量磁通的出现使变压器的铁心饱和，导致励磁电流剧增。励磁涌流的最大值可超过变压器额定电流的6倍甚至达到变压器额定电流的8倍，这与变压器容量有关。衰退时间也是如此，变压器容量越大，励磁涌流存在的时间越长。励磁涌流有两个明显特征，一个特征是大量的二次谐波，另一个特征是励磁涌流的大小随着时间的延长而衰减。利用励磁涌流的这些特性就可以很好地解决励磁涌流引起的误动作。
解决励磁涌流问题比较容易解决：只需在电流速断保护中加入延时，就可以防止其引起的误动作。这种方法最大的优点是，只做简单改造，就可以保证可靠地避免励磁涌流带来的问题。为了保证更可靠的避免励磁涌流带来的问题，在加速回路中也要加入延时。并且实践证明，通过在电流速断保护中加入时限的这种方法，就可以很好地避免励磁涌流造成的误动作。
三、数字化变电站继电保护技术
（一）数字化变电站保护配置方案
常规的数字化变电站继电保护配置方案和传统变电站采用常规互感器时的保护配置方案一致，都是按照保护对象进行配置，保护逻辑原理并没有发生改变，保留原有非数字化保护的逻辑，如主变压器保护。母线保护。线路电流三段保护等，只是将原来保护装置的模拟量输入元件替换为新的数据采集光纤的通信接口，原有输入输出I/O接口替换为新的GOOSE 结构下光纤通信接口，原本由中央处理器进行处理的模拟量也交给通信接口来进行处理。这种常规的数字化变电站保护配置方案的保护对象具体，已经具有丰富的运行经验，可以很好地帮助传统保护向数字化保护的过渡，但这种保护方案网络拓扑结构相对复杂，数字化变电站的优势没能充分发挥。
（二）10KV特殊值和35kV、lOkV馈线保护配置
110kV是一个比较特殊的数字，它是很多变电站的额定电压，所以在配置保护方案的时候我们应该特别注意，并且在工作的每个环节都要重视他，不能忽略。和使用常规互感器时的情况一样，主要是根据目标进行配置，需要注意的地方是应该保留那些保护的逻辑图和类型，比如线路、主变、开关等。数据采集应用光纤接口来替代之前的那些保护装置的插件。
这样的话，使得数字化的优势不仅能够实现继电保护的配置优化而且还达到了110kV额定电压的要求。对于110kV的保护要根据不同的地方，依据当地设备、技术、经济发展等具体情况来选择适当的保护配置方案。因为在数字化变电站继电保护中馈线有着不容忽略的作用，是一个特别重要的环节，所以在我们设计方案的时应特别注意馈线带来的影响。其次应该注意的是l0kV、35kV馈线的问题，他们是有异有同，应该分开看待。正常情况下为了确保不同线路的要求会使用到MU，常常5回35kV的出线能够和电容器得到一个合并单元，并且只需一台交换机接入。而l0kV却不同，它和电容器没有办法采用合并单元，只能使用独立的。母线电压要求分段并列运行，而分段进行主要采用智能电压变换单元来完成，并实现最终运行时的数字变换功能。
（三）数字化的变压器保护
电子式电流互感器具有高频分量、高保真传变直流等特性，可根据励磁涌流出现时电流的大小（故障时电流的非周期分量小）判断是否故障，以防范变压器差动保护误动问题。此外，变压器保护装置过程层采取分布式，后备保护采取集中化安装，非电量保护另外单一安装，经由电缆直接将其引入断路器跳闸，再由光缆传输到网络。
（四）过程层网络和电子式互感器对继电保护动作实时性的影响分析通常情况下，采用传统继电保护装置的变电站动作时间相对于采用过程层组网左式的继电保护动作时间要铡良多。特别是在高压电网中，继电保护动作时间越短，制动面积就会越小，稳定性就会越高。造成这种数字叱保护动作时间过长的原因主要是由于保护装置因采样值延时、电子式互感器处理延时、网络延时等。因此，为了能够有效的减少保护出口的动作时间，应该改进继电保护算法、减少数据处理环节的时间、提高电子式互感器的相应技术、优化过程层网络结构设。
（五）数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题与传统的采用电磁式互感器进行电气测量的变电站不同（继电保护装置通过模数转换完成对数据的相应处理，数据延时较小），数字化变电站网络设备和电子式互感器的应用造成了数据在传输过程中出现了延时。
另外由于所采用的网络设备和电子式互感器的不同，也会造成传输数据时序上存在差异，导致采样不同步。因此，数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题相当重要，怎样减小因传输延时和时钟同步差异产生的影响，准确的识别采样时刻，是数字化变电站数据同步的关键。针对数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题，一般采取以下措施：
①配置统一的外部时钟源
②合并单元插值计算
③采用继电保护装置作为电子式互感器数据采集的同步源。
结束语
当今时代计算机网络技术和电力系统正在飞速发展，继电保护技术也相应的进行了升级，跨入了信息时代。同时，继电保护技术也因为数字化变电站的进一步推广面临着新的挑战。继电保护的工作者也因此面临着艰巨的任务。此时更需要建立一支强有力的继电保护团队，结合各个地区的用电实际情况，不断创新技术。使我国的各项发展拥有高质量的电力保障。
参考文献：
[1]郭军慷.数字化变电站继电保护优化配置研究[J].科技创新与应用，2014，11：135.
[2]磨亚强.数字化变电站继电保护优化配置探讨[J].电子世界，2014，10：27-28.
[3]王泓权.数字化变电站继电保护优化配置研究[J].科技风，2014，07：87.
[4]李霞.浅谈数字化变电站继电保护装置的优化配置[J].企业技术开发，2014，14：68-69.
【关键词】 数字化；变电站；继电保护
引言
随着信息化技术的不断革新，数字化变电站的投入使用有了可能。由于系统内采用了数字化传输及处理技术，相比于传统变电站其可靠性大大提高。在了解数字化变电站继电保护机构发生的革新后，才能根据实际情况进行适应性分析以及动态测试分析，只有这样其适应性分析才有可供参考的价值。
一、数字化继电保护装置的特点分析
（一）數字化继电保护装置与传统的继电保护装置的区别分析数字
化继电保护装置与传统的继电保护装置硬件之间的区别主要在于，数字化继电保护装置的微处理器是由数字电路构成，并且包含很多可以选择的接口，功能更加丰富。数字化继电保护装置采用电子式互感器进行采集数据，而传统的保护装置由专门的数据单元进行模拟量采集，这是它们之间最大的硬件区别。
（二）数字化继电保护装置接口的实现
数字化继电保护装置采用电子式互感器收集变电站当中的信息，并进行相应的处理。处理后，通过其内部的光纤把数字信号传输到低压端，再通过合并单元的转化，输出正确格式的数据。与传统保护装置采用的模拟量输人不同，数字化保护装置采用合并单元中的光纤传输，减少了在模数转换的工作。
二、数字化变电站继电保护技术存在的问题
（一）TA饱和问题
10kv线路出口处的短路电流较小，尤其是在农网中的变电所。它们大都距离电源远，系统阻抗大。随着系统规模的扩大，10kv短路电流也会变大，有时会超过TA一次额定电流。在10kv线路短路的时候，因为TA饱和，感应到的二次侧电流趋近零，，会导致保护装置拒动。避免TA饱和主要有两个方面。一是不要选择变比过小的TA，一般10kv的TA变比不小于3005。另一方面要尽量减少TA的二次负载抗阻。这样能有效防止TA饱和问题。
（二）励磁涌流问题
由于空投变压器时，铁心中的磁通不会发生突变，非周期分量磁通的出现使变压器的铁心饱和，导致励磁电流剧增。励磁涌流的最大值可超过变压器额定电流的6倍甚至达到变压器额定电流的8倍，这与变压器容量有关。衰退时间也是如此，变压器容量越大，励磁涌流存在的时间越长。励磁涌流有两个明显特征，一个特征是大量的二次谐波，另一个特征是励磁涌流的大小随着时间的延长而衰减。利用励磁涌流的这些特性就可以很好地解决励磁涌流引起的误动作。
解决励磁涌流问题比较容易解决：只需在电流速断保护中加入延时，就可以防止其引起的误动作。这种方法最大的优点是，只做简单改造，就可以保证可靠地避免励磁涌流带来的问题。为了保证更可靠的避免励磁涌流带来的问题，在加速回路中也要加入延时。并且实践证明，通过在电流速断保护中加入时限的这种方法，就可以很好地避免励磁涌流造成的误动作。
三、数字化变电站继电保护技术
（一）数字化变电站保护配置方案
常规的数字化变电站继电保护配置方案和传统变电站采用常规互感器时的保护配置方案一致，都是按照保护对象进行配置，保护逻辑原理并没有发生改变，保留原有非数字化保护的逻辑，如主变压器保护。母线保护。线路电流三段保护等，只是将原来保护装置的模拟量输入元件替换为新的数据采集光纤的通信接口，原有输入输出I/O接口替换为新的GOOSE 结构下光纤通信接口，原本由中央处理器进行处理的模拟量也交给通信接口来进行处理。这种常规的数字化变电站保护配置方案的保护对象具体，已经具有丰富的运行经验，可以很好地帮助传统保护向数字化保护的过渡，但这种保护方案网络拓扑结构相对复杂，数字化变电站的优势没能充分发挥。
（二）10KV特殊值和35kV、lOkV馈线保护配置
110kV是一个比较特殊的数字，它是很多变电站的额定电压，所以在配置保护方案的时候我们应该特别注意，并且在工作的每个环节都要重视他，不能忽略。和使用常规互感器时的情况一样，主要是根据目标进行配置，需要注意的地方是应该保留那些保护的逻辑图和类型，比如线路、主变、开关等。数据采集应用光纤接口来替代之前的那些保护装置的插件。
这样的话，使得数字化的优势不仅能够实现继电保护的配置优化而且还达到了110kV额定电压的要求。对于110kV的保护要根据不同的地方，依据当地设备、技术、经济发展等具体情况来选择适当的保护配置方案。因为在数字化变电站继电保护中馈线有着不容忽略的作用，是一个特别重要的环节，所以在我们设计方案的时应特别注意馈线带来的影响。其次应该注意的是l0kV、35kV馈线的问题，他们是有异有同，应该分开看待。正常情况下为了确保不同线路的要求会使用到MU，常常5回35kV的出线能够和电容器得到一个合并单元，并且只需一台交换机接入。而l0kV却不同，它和电容器没有办法采用合并单元，只能使用独立的。母线电压要求分段并列运行，而分段进行主要采用智能电压变换单元来完成，并实现最终运行时的数字变换功能。
（三）数字化的变压器保护
电子式电流互感器具有高频分量、高保真传变直流等特性，可根据励磁涌流出现时电流的大小（故障时电流的非周期分量小）判断是否故障，以防范变压器差动保护误动问题。此外，变压器保护装置过程层采取分布式，后备保护采取集中化安装，非电量保护另外单一安装，经由电缆直接将其引入断路器跳闸，再由光缆传输到网络。
（四）过程层网络和电子式互感器对继电保护动作实时性的影响分析通常情况下，采用传统继电保护装置的变电站动作时间相对于采用过程层组网左式的继电保护动作时间要铡良多。特别是在高压电网中，继电保护动作时间越短，制动面积就会越小，稳定性就会越高。造成这种数字叱保护动作时间过长的原因主要是由于保护装置因采样值延时、电子式互感器处理延时、网络延时等。因此，为了能够有效的减少保护出口的动作时间，应该改进继电保护算法、减少数据处理环节的时间、提高电子式互感器的相应技术、优化过程层网络结构设。
（五）数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题与传统的采用电磁式互感器进行电气测量的变电站不同（继电保护装置通过模数转换完成对数据的相应处理，数据延时较小），数字化变电站网络设备和电子式互感器的应用造成了数据在传输过程中出现了延时。
另外由于所采用的网络设备和电子式互感器的不同，也会造成传输数据时序上存在差异，导致采样不同步。因此，数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题相当重要，怎样减小因传输延时和时钟同步差异产生的影响，准确的识别采样时刻，是数字化变电站数据同步的关键。针对数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题，一般采取以下措施：
①配置统一的外部时钟源
②合并单元插值计算
③采用继电保护装置作为电子式互感器数据采集的同步源。
结束语
当今时代计算机网络技术和电力系统正在飞速发展，继电保护技术也相应的进行了升级，跨入了信息时代。同时，继电保护技术也因为数字化变电站的进一步推广面临着新的挑战。继电保护的工作者也因此面临着艰巨的任务。此时更需要建立一支强有力的继电保护团队，结合各个地区的用电实际情况，不断创新技术。使我国的各项发展拥有高质量的电力保障。
参考文献：
[1]郭军慷.数字化变电站继电保护优化配置研究[J].科技创新与应用，2014，11：135.
[2]磨亚强.数字化变电站继电保护优化配置探讨[J].电子世界，2014，10：27-28.
[3]王泓权.数字化变电站继电保护优化配置研究[J].科技风，2014，07：87.
[4]李霞.浅谈数字化变电站继电保护装置的优化配置[J].企业技术开发，2014，14：68-69.