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摘要：继电保护系统在变电站发生故障时能快速的清除故障或发出警告信号，保证用电安全，而数字化的继电保护系统是变电站继电保护的一种，对变电站具有积极作用，我国一些变电站已经应用了数字化继电保护技术来保证供电安全。本文对数字化继电保护在智能变电站中的运用技术及优势进行了分析和探讨。
关键词：数字化 继电保护 智能变电站 运用
中图分类号：TM77文献标识码： A
1 数字化于继电保护系统中的基本概述
1.1 确保二次回路的接线更为简化、方便
MU 和电子互感器设备的互相配合，可以实时地将其测量到的值进行数字化处理，并且通过光纤进行传送。那么这一数字化系统具有比较强的抗干扰能力，能够改变以往的二次电缆传送回路运行缺陷，从而确保有效地实现了变电器中一、二次设备的隔离运行。数字化继电保护技术是于现场加装好智能操作箱并且组建 GOOSE 网络之后方能够起到保护作用，同时对于隔离开关还能够起到遥控控制。由此看来数字化继电保护装置和最终的执行机构控制间并没有了以往的电缆连接，那么目前现场的各间隔间的界限将更加清晰、明了，因此显著地杜绝了智能变电站中的不慎连接、碰触电缆情况发生，能够非常有效地避免了事故发生。
1.2 数字化继电保护装置的应用可以提高可靠性
上文中笔者提到了电子式互感器设备具有比较良好的抗干扰能力，因此其在绝缘性能方面也得到了一定加强，其中线性范围较广等显著特点，装置的先进性保障了最终测量值的安全性和准确性。与此同时智能操作箱的主要作用，就是可以利用过程层网以及保护装置进行实时通信，将智能变电站中一次设备的实际运行情况进行及时传递，从而还能够对相关设备是否保持正常的运行具有充分了解。
1.3 数字化继电保护技术具有高度的开放性与互操作性
发展至今，国家为了能够大力促进智能电网的快速发展，显著提高智能变电站运行的效率和效益，国家电网公司已经于 2010 年正式制定并实施了《Q/GDW441—2010 智能变电站继电保护研究规范》，该保护规范中明确规定了继电保护以及设备配置的基本原则，其中还包括继电保护装置以及技术标准，继电保护的基本信息互换原则等方面，因此分析和研究数字化继电保护于智能变电站中的具体应用，是完全离不开该具体规范的规定。
2 智能变电站以及有关设备的保护配置
首先，智能变电站的线路保护。目前智能变电站中的保护措施应该是站内的保护与检测、管理多项功能协调统一的系统保护装置，根据其间隔的具体情况来进行单套设置。变电线路的保护通常采取直接采样形式，直接地跳到断路器中。其具体的保护措施及方案设计如下图所示。智能变电站中的线路间隔内需要设有相应保护测控设备，该设备只能够和 GOOSE 网之间互相传递信息，与其他的设备之间都需要通过点对点方式进行联系，同时数据的传递也是直接连接合并单元以及智能终端，在传递过程中需要对数据进行打包处理，还需要及时利用光纤传递到 SV 网内，并且也传递到保护测控装置中进行实时监测。
其次，智能变电站中的变压器保护。对于变压器的保护措施应该严格地按照规范中的要求进行，对于不同级别的变压器设备还需要设置不同的保护装置。以 110kV 变压器设备为例，需要按照规范的标准应该配置好双套———主、后备保障一体化配置，并且此时需要在合并单元的两侧位置以及智能终端的两侧位置都配置好双套; 与此同时采用直接采样措施，确保其能够直接地跳到每一侧断路器位置上。
第三，智能变电站中的母联保护。变电站中的母联保护和线路保护基本相似，其保护措施仅仅是在结构方面进行了优化，对于母联保护装置的直接连接合并单元以及智能终端，不能够进行数据传递。同时在规范中需要对母联保护标准用单套配置，以确保实现继电保护、监测以及控制的一体化。
3.数字化继电保护在变电站应用中的关键技术
3.1 基于过程层的分布式母线保护技术
传统的集中式母线存在一些缺点，如易受干扰、二次接线复杂、不易扩展等，而与集中式母线保护不同，分布式母线保护的保护面向间隔，使得母线保护具有分散处理的能力。但分布式母线保护对数据提出更高的要求，如通信量较大、数据实时性强。传统的变电站保护达到这些要求相对困难，而数字化变电站能够为这些问题的解决提供条件。网络化的变电站采用合并单元的数据采集模式和分布式的电子互感器。系统时钟源选择精确同样的时钟，同时使用精密的对时技术进行数据采集单元间的时钟和保护装置时钟的精确同步，这样可以实现同步数据采集和保护信息相互之间的配合和交互。
3.2基于电子式互感器的数字保护接口技术。常规保护配置方案按对象进行，如保护线路、保护母线、保护开关、保护主变等等。传统的保护系统中，电缆将电压和电流信号从互感器转入保护装置，然后进行采样，同时利用保护装置的时钟抽取采样点，整个采用过程是一个“主动”过程，继电保护装置根据设置确定采用时间的间隔，或通過A/D采样芯片配置确定采样值格式。然而，电子式互感器和保护系统接口采用数字量接口，保护装置接收采样值数据具有被动性。IEC61850标准中指出，保护装置和合并单位的数据采样频率不等，不能采用抽点方式完成。只有完成合并单元数据采样频率和保护装置要求的采样频率的配合，才能符合采集数据要求。电子式互感器数据接口采用PLL同步锁相技术和基于插值的采样值计算，实现了依据频率测量值进行实时调整数字接口的采样频率。这样实现了电子式互感器数据进行符合要求的高精度同步采集，具有很好的实用性。
4数字化继电保护技术于智能变电站中的具体应用
目前想要确保智能变电站的正常运行以及安全高效，首先一道防线就是需要全面做好继电保护措施，笔者认为当前的数字化继电保护则是应用在智能变电站中的最为有效保护手段，实践中根据运行设备的实际变化，笔者提出了如下几种新的检测和试验方法:
第一，相对传统的保护方式，就是将变电站中的电压、电流模拟量全部输入到保护装置中，目前发展成为了光纤数字信号。这种光纤数字信号的具体要求，就是需要对存在有跨间隔数据需求的继电保护设备，传递数据假如是于不同间隔间还需要尽量保持时间方面的一致性，假如实际中无法确定或者是有明显超出了接受范围的问题，该保护装置也就根本无法正常地发挥其作用。
第二，从实际中的总结来看，相对传统的智能变电站继电保护措施大多都使用了接点直接跳闸方式，逐渐发展到智能变电站保护措施中，目前新的网络保护系统被逐渐应用于继电保护措施中，那么数字信号就能够通过这一网络系统输送到智能终端后进行跳闸，这样一来增加了系统有序运行的安全以及可靠性。并且在测试检验过程中还可以运用整组传动进行试验，对于智能变电站的继电保护装置输入以及输出信号的传输，还可以进行准确度以及时间方面的实时检验。
第三，当前数字化继电保护措施中，所采取的光纤数字信号输入手段是最先进的技术应用方式，因此必须要加强对实时数据以及同步性方面的测试和检验。
5结束语
目前国内电子式互感器设备、开关智能操作箱设备等比较先进的保护装置相继投入使用，确保了光纤于传递数字信号方面的及时性和精确性，这一应用在国内外都处于领先地位，也是继电保护的主要发展方向和趋势。本文中笔者为将来数字化继电保护技术于智能变电站具体应用提供了一定的研究根据，希望能够有效地推动国内智能变电站继电保护方面的数字化建设进程。
参考文献
［1］徐晓菊.数字化继电保护在 110kV 智能变电站中的应用研究［J］．数字技术与应用，2011( 10) ．
［2］夏勇军，蔡勇，陈宏，等.110kV 智能变电站继电保护若干问题研究［J］.湖北工业大学学报，2011，26( 1)
关键词：数字化 继电保护 智能变电站 运用
中图分类号：TM77文献标识码： A
1 数字化于继电保护系统中的基本概述
1.1 确保二次回路的接线更为简化、方便
MU 和电子互感器设备的互相配合，可以实时地将其测量到的值进行数字化处理，并且通过光纤进行传送。那么这一数字化系统具有比较强的抗干扰能力，能够改变以往的二次电缆传送回路运行缺陷，从而确保有效地实现了变电器中一、二次设备的隔离运行。数字化继电保护技术是于现场加装好智能操作箱并且组建 GOOSE 网络之后方能够起到保护作用，同时对于隔离开关还能够起到遥控控制。由此看来数字化继电保护装置和最终的执行机构控制间并没有了以往的电缆连接，那么目前现场的各间隔间的界限将更加清晰、明了，因此显著地杜绝了智能变电站中的不慎连接、碰触电缆情况发生，能够非常有效地避免了事故发生。
1.2 数字化继电保护装置的应用可以提高可靠性
上文中笔者提到了电子式互感器设备具有比较良好的抗干扰能力，因此其在绝缘性能方面也得到了一定加强，其中线性范围较广等显著特点，装置的先进性保障了最终测量值的安全性和准确性。与此同时智能操作箱的主要作用，就是可以利用过程层网以及保护装置进行实时通信，将智能变电站中一次设备的实际运行情况进行及时传递，从而还能够对相关设备是否保持正常的运行具有充分了解。
1.3 数字化继电保护技术具有高度的开放性与互操作性
发展至今，国家为了能够大力促进智能电网的快速发展，显著提高智能变电站运行的效率和效益，国家电网公司已经于 2010 年正式制定并实施了《Q/GDW441—2010 智能变电站继电保护研究规范》，该保护规范中明确规定了继电保护以及设备配置的基本原则，其中还包括继电保护装置以及技术标准，继电保护的基本信息互换原则等方面，因此分析和研究数字化继电保护于智能变电站中的具体应用，是完全离不开该具体规范的规定。
2 智能变电站以及有关设备的保护配置
首先，智能变电站的线路保护。目前智能变电站中的保护措施应该是站内的保护与检测、管理多项功能协调统一的系统保护装置，根据其间隔的具体情况来进行单套设置。变电线路的保护通常采取直接采样形式，直接地跳到断路器中。其具体的保护措施及方案设计如下图所示。智能变电站中的线路间隔内需要设有相应保护测控设备，该设备只能够和 GOOSE 网之间互相传递信息，与其他的设备之间都需要通过点对点方式进行联系，同时数据的传递也是直接连接合并单元以及智能终端，在传递过程中需要对数据进行打包处理，还需要及时利用光纤传递到 SV 网内，并且也传递到保护测控装置中进行实时监测。
其次，智能变电站中的变压器保护。对于变压器的保护措施应该严格地按照规范中的要求进行，对于不同级别的变压器设备还需要设置不同的保护装置。以 110kV 变压器设备为例，需要按照规范的标准应该配置好双套———主、后备保障一体化配置，并且此时需要在合并单元的两侧位置以及智能终端的两侧位置都配置好双套; 与此同时采用直接采样措施，确保其能够直接地跳到每一侧断路器位置上。
第三，智能变电站中的母联保护。变电站中的母联保护和线路保护基本相似，其保护措施仅仅是在结构方面进行了优化，对于母联保护装置的直接连接合并单元以及智能终端，不能够进行数据传递。同时在规范中需要对母联保护标准用单套配置，以确保实现继电保护、监测以及控制的一体化。
3.数字化继电保护在变电站应用中的关键技术
3.1 基于过程层的分布式母线保护技术
传统的集中式母线存在一些缺点，如易受干扰、二次接线复杂、不易扩展等，而与集中式母线保护不同，分布式母线保护的保护面向间隔，使得母线保护具有分散处理的能力。但分布式母线保护对数据提出更高的要求，如通信量较大、数据实时性强。传统的变电站保护达到这些要求相对困难，而数字化变电站能够为这些问题的解决提供条件。网络化的变电站采用合并单元的数据采集模式和分布式的电子互感器。系统时钟源选择精确同样的时钟，同时使用精密的对时技术进行数据采集单元间的时钟和保护装置时钟的精确同步，这样可以实现同步数据采集和保护信息相互之间的配合和交互。
3.2基于电子式互感器的数字保护接口技术。常规保护配置方案按对象进行，如保护线路、保护母线、保护开关、保护主变等等。传统的保护系统中，电缆将电压和电流信号从互感器转入保护装置，然后进行采样，同时利用保护装置的时钟抽取采样点，整个采用过程是一个“主动”过程，继电保护装置根据设置确定采用时间的间隔，或通過A/D采样芯片配置确定采样值格式。然而，电子式互感器和保护系统接口采用数字量接口，保护装置接收采样值数据具有被动性。IEC61850标准中指出，保护装置和合并单位的数据采样频率不等，不能采用抽点方式完成。只有完成合并单元数据采样频率和保护装置要求的采样频率的配合，才能符合采集数据要求。电子式互感器数据接口采用PLL同步锁相技术和基于插值的采样值计算，实现了依据频率测量值进行实时调整数字接口的采样频率。这样实现了电子式互感器数据进行符合要求的高精度同步采集，具有很好的实用性。
4数字化继电保护技术于智能变电站中的具体应用
目前想要确保智能变电站的正常运行以及安全高效，首先一道防线就是需要全面做好继电保护措施，笔者认为当前的数字化继电保护则是应用在智能变电站中的最为有效保护手段，实践中根据运行设备的实际变化，笔者提出了如下几种新的检测和试验方法:
第一，相对传统的保护方式，就是将变电站中的电压、电流模拟量全部输入到保护装置中，目前发展成为了光纤数字信号。这种光纤数字信号的具体要求，就是需要对存在有跨间隔数据需求的继电保护设备，传递数据假如是于不同间隔间还需要尽量保持时间方面的一致性，假如实际中无法确定或者是有明显超出了接受范围的问题，该保护装置也就根本无法正常地发挥其作用。
第二，从实际中的总结来看，相对传统的智能变电站继电保护措施大多都使用了接点直接跳闸方式，逐渐发展到智能变电站保护措施中，目前新的网络保护系统被逐渐应用于继电保护措施中，那么数字信号就能够通过这一网络系统输送到智能终端后进行跳闸，这样一来增加了系统有序运行的安全以及可靠性。并且在测试检验过程中还可以运用整组传动进行试验，对于智能变电站的继电保护装置输入以及输出信号的传输，还可以进行准确度以及时间方面的实时检验。
第三，当前数字化继电保护措施中，所采取的光纤数字信号输入手段是最先进的技术应用方式，因此必须要加强对实时数据以及同步性方面的测试和检验。
5结束语
目前国内电子式互感器设备、开关智能操作箱设备等比较先进的保护装置相继投入使用，确保了光纤于传递数字信号方面的及时性和精确性，这一应用在国内外都处于领先地位，也是继电保护的主要发展方向和趋势。本文中笔者为将来数字化继电保护技术于智能变电站具体应用提供了一定的研究根据，希望能够有效地推动国内智能变电站继电保护方面的数字化建设进程。
参考文献
［1］徐晓菊.数字化继电保护在 110kV 智能变电站中的应用研究［J］．数字技术与应用，2011( 10) ．
［2］夏勇军，蔡勇，陈宏，等.110kV 智能变电站继电保护若干问题研究［J］.湖北工业大学学报，2011，26( 1)