论文部分内容阅读
[摘 要]于电力系统而言，变电站是一个接受分配电能、控制电力流向、变换电压、调整电压的电力设备，它通过对变压器性能的充分利用将与各级电压电网相连接，这也被称为输电与配电集结点。本文主要针对数字化变电站继电保护技术进行简要分析。
[关键词]数字化；变电站；继电保护；技术
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0342-01
1 概述
在目前电力系统出现异常时，采用继电保护技术可以切除系统故障或者发出信号，减少供电系统的损失，缩小故障发生的范围，进一步确保供电系统的安全。在实际的应用中，继电保护技术可以满足测量、执行等条件，具有一定的灵敏度、选择性强、安全可靠等特点，在保障电力系统安全运行，防止重大事故方面越来越多地被使用。而随着科技的不断进步和供电需求的增加，数字化在变电站继电保护技术中的应用也得到了很大的关注，可以实现收集、传输、分析处理以及输出的全部过程，并由过去的模拟信息全部转换为数字信息，建立与之相适应的通信网络和系统。
2 数字化变电站继电保護应用原理
数字化变电站继电保护在应用中是指按照IEC61850标准和通信规范的基础建立，由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建的装置。在变电站继电保护中通过电子互感器进行数据采集，在互感器中数据利用光纤使用光数字信号再把数据传输到低压的一端，进行处理后完成得出满足标准的数字量的输出，可以实现变电站的所有范围，包含一次设备的变压器、互感器，二次设备的控制、保护，以及数据应用、软件开发等。其中，智能化一次设备包括光电互感器、电子互感器和智能化开关等，网络化二次设备分层包括间隔层、过程层和站控层。
3 数字化继电保护装置的特点
3.1 主从处理器多接口处理
相较于传统的微机保护装置，数字化保护装置主CPU和从CPU在进行数据交互时通过双端口RAM进行，而且主CPU上有光接收单元接口和开入单元接口，而在从CPU上具有人机接口和通信接口，传统的模拟量被光纤信号所取代，开入量进入主CPU进行处理。数字化继电保护装置与传统的微机保护装置进行比较，其主从处理器多接口分流处理，有效的提高数据处理速度，而且数据累赘率得以降低。
3.2 继电保护装置网络化保护功能
数字化变电站中继电保护装置具有多接口及主从处理器，这也使其结构更具网络化特点，各种数据不需要经过总线处理，在CPU处理器处理计算后，数据即能够传输到相应的接口，这对继电保护装置运行效率的提高起到非常重要的作用，而且形成了网络化保护功能。
3.3 通用间隔装置
相较于传统的微机保护装置，数字化变电站继电保护装置需要保证程序处理、通信和电源等方面的功能正常实现，因此需要进行通用间隔装置设计，利用间隔层来有效的保证这些功能的实现，保证变电站正常的运行，而且通过设计通用间隔装置后，也能够有效的降低数字化变电站继电保护装置维护的难度。
4 数字化继电保护技术的应用分析
智能电网的建设，要求数字化变电站具备人性化、信息化、数字化、自动化等特性。但是目前系统内正在应用的数字化变电站继电保护技术中却缺乏一个完善的检测检查方法，相比数字化变电站继电保护技术来说，其发展还是远远落后的。在数字化变电站动态仿真技术的应用中，一方面可以对故障发生、变电站运行、操作演练等有一个仿真模拟，这可以对智能仪表、自动测控系统、故障录波设备、继电保护设备等进行模拟信号的发送，实现对变压器、线路、母线等的保护的监测和监控。另一方面，动态仿真还可以在数字化变电站应用中对系统及设备性能进行客观的评价。
5 数字化变电站继电保护应用技术
数字化变电站继电保护技术的应用应该本着对未来技术发展、应用需求以及先进性、继承性、经济性的原则，通过确立分阶段建设目标以及规划设计目标等的战略决策加以实现。
5.1 数字化变电站继电保护硬件框架图
在实际应用中数字化变电站继电保护的硬件结构图一般包括光接收单元、开入单元、中央处理单元以及出口单元等组成。
5.2 数字化变电站继电保护配置设置
现在在电力系统的配置设置方面，一方面绝大多数是采用光纤接口形式的插件；另一方面是寻找GOOE光纤通信接口代替I/O接口插件；第三就是把CPU插件的模拟量处理统一更换为通信接口处理。这些改进和传统的继电保护配置相比较而言有了很大的改进，在实际的工作应用中提高了效率。另外在变压器的配置设置方面，也有了很大的突破。每一台变压器都可以应用一个MU合并单元进行采集母线电压、主变压器各侧电流。在主变压器上采取的是差动保护、高低侧电能表措施，并由MU合并单元。
5.3 数字化变电站继电保护网络选型
数字化变电站继电保护网络上多个CPU协同完成全信息的采样、保护算法与控制命令的形成；两级网络则全部采用100MHz以太网技术。同时在应用中，适合网络运行最适宜的环境条件就是满足采样的同步进行和确保命令的最快输出，在一定程度上给网络提出了更价严格的通信速度，以及合适的通信协议。
5.4 数字化变电站继电保护测试平台
数字化变电站继电保护的应用是由测试平台完成的，它是由数字化继电保护测试仪，网络负载模拟仪、网络分析仪等组成，具体如图1所示。
简单分析网络负载模拟仪的作用是把模拟网络负载较重或网络风暴发生的情况网络性能下降对被测保护装置功能的影响；而网络分析仪则是把保护装置测试的结果异常出现时对SMV等报文的事后分析。
6 结束语
综上所述，就目前而言，在我国统一化、自动化、数字化、网络化智能系统的建立，要在以后的几年里通过规划设计目标、分阶段建设目标等步骤来逐渐实现。并且数字化变电站继电保护技术的全面建设也是智能电网建设的根本前提。与此同时，随着数字化变电站的不断发展，对继电保护技术的要求也越来越高。
参考文献
[1] 李先妹，黄家栋，唐宝锋.数字化变电站继电保护测试技术的分析研究[J].电力系统保护与控制，2016，03：105-108.
[2] 东春亮，牛敏敏.关于数字化变电站继电保护技术的分析与探讨[J].电子制作，2014，06：224-225.
[3] 曹龙.数字化变电站继电保护的优化配置方案浅谈[J].通讯世界，2015，03：147-148.
[关键词]数字化；变电站；继电保护；技术
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0342-01
1 概述
在目前电力系统出现异常时，采用继电保护技术可以切除系统故障或者发出信号，减少供电系统的损失，缩小故障发生的范围，进一步确保供电系统的安全。在实际的应用中，继电保护技术可以满足测量、执行等条件，具有一定的灵敏度、选择性强、安全可靠等特点，在保障电力系统安全运行，防止重大事故方面越来越多地被使用。而随着科技的不断进步和供电需求的增加，数字化在变电站继电保护技术中的应用也得到了很大的关注，可以实现收集、传输、分析处理以及输出的全部过程，并由过去的模拟信息全部转换为数字信息，建立与之相适应的通信网络和系统。
2 数字化变电站继电保護应用原理
数字化变电站继电保护在应用中是指按照IEC61850标准和通信规范的基础建立，由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建的装置。在变电站继电保护中通过电子互感器进行数据采集，在互感器中数据利用光纤使用光数字信号再把数据传输到低压的一端，进行处理后完成得出满足标准的数字量的输出，可以实现变电站的所有范围，包含一次设备的变压器、互感器，二次设备的控制、保护，以及数据应用、软件开发等。其中，智能化一次设备包括光电互感器、电子互感器和智能化开关等，网络化二次设备分层包括间隔层、过程层和站控层。
3 数字化继电保护装置的特点
3.1 主从处理器多接口处理
相较于传统的微机保护装置，数字化保护装置主CPU和从CPU在进行数据交互时通过双端口RAM进行，而且主CPU上有光接收单元接口和开入单元接口，而在从CPU上具有人机接口和通信接口，传统的模拟量被光纤信号所取代，开入量进入主CPU进行处理。数字化继电保护装置与传统的微机保护装置进行比较，其主从处理器多接口分流处理，有效的提高数据处理速度，而且数据累赘率得以降低。
3.2 继电保护装置网络化保护功能
数字化变电站中继电保护装置具有多接口及主从处理器，这也使其结构更具网络化特点，各种数据不需要经过总线处理，在CPU处理器处理计算后，数据即能够传输到相应的接口，这对继电保护装置运行效率的提高起到非常重要的作用，而且形成了网络化保护功能。
3.3 通用间隔装置
相较于传统的微机保护装置，数字化变电站继电保护装置需要保证程序处理、通信和电源等方面的功能正常实现，因此需要进行通用间隔装置设计，利用间隔层来有效的保证这些功能的实现，保证变电站正常的运行，而且通过设计通用间隔装置后，也能够有效的降低数字化变电站继电保护装置维护的难度。
4 数字化继电保护技术的应用分析
智能电网的建设，要求数字化变电站具备人性化、信息化、数字化、自动化等特性。但是目前系统内正在应用的数字化变电站继电保护技术中却缺乏一个完善的检测检查方法，相比数字化变电站继电保护技术来说，其发展还是远远落后的。在数字化变电站动态仿真技术的应用中，一方面可以对故障发生、变电站运行、操作演练等有一个仿真模拟，这可以对智能仪表、自动测控系统、故障录波设备、继电保护设备等进行模拟信号的发送，实现对变压器、线路、母线等的保护的监测和监控。另一方面，动态仿真还可以在数字化变电站应用中对系统及设备性能进行客观的评价。
5 数字化变电站继电保护应用技术
数字化变电站继电保护技术的应用应该本着对未来技术发展、应用需求以及先进性、继承性、经济性的原则，通过确立分阶段建设目标以及规划设计目标等的战略决策加以实现。
5.1 数字化变电站继电保护硬件框架图
在实际应用中数字化变电站继电保护的硬件结构图一般包括光接收单元、开入单元、中央处理单元以及出口单元等组成。
5.2 数字化变电站继电保护配置设置
现在在电力系统的配置设置方面，一方面绝大多数是采用光纤接口形式的插件；另一方面是寻找GOOE光纤通信接口代替I/O接口插件；第三就是把CPU插件的模拟量处理统一更换为通信接口处理。这些改进和传统的继电保护配置相比较而言有了很大的改进，在实际的工作应用中提高了效率。另外在变压器的配置设置方面，也有了很大的突破。每一台变压器都可以应用一个MU合并单元进行采集母线电压、主变压器各侧电流。在主变压器上采取的是差动保护、高低侧电能表措施，并由MU合并单元。
5.3 数字化变电站继电保护网络选型
数字化变电站继电保护网络上多个CPU协同完成全信息的采样、保护算法与控制命令的形成；两级网络则全部采用100MHz以太网技术。同时在应用中，适合网络运行最适宜的环境条件就是满足采样的同步进行和确保命令的最快输出，在一定程度上给网络提出了更价严格的通信速度，以及合适的通信协议。
5.4 数字化变电站继电保护测试平台
数字化变电站继电保护的应用是由测试平台完成的，它是由数字化继电保护测试仪，网络负载模拟仪、网络分析仪等组成，具体如图1所示。
简单分析网络负载模拟仪的作用是把模拟网络负载较重或网络风暴发生的情况网络性能下降对被测保护装置功能的影响；而网络分析仪则是把保护装置测试的结果异常出现时对SMV等报文的事后分析。
6 结束语
综上所述，就目前而言，在我国统一化、自动化、数字化、网络化智能系统的建立，要在以后的几年里通过规划设计目标、分阶段建设目标等步骤来逐渐实现。并且数字化变电站继电保护技术的全面建设也是智能电网建设的根本前提。与此同时，随着数字化变电站的不断发展，对继电保护技术的要求也越来越高。
参考文献
[1] 李先妹，黄家栋，唐宝锋.数字化变电站继电保护测试技术的分析研究[J].电力系统保护与控制，2016，03：105-108.
[2] 东春亮，牛敏敏.关于数字化变电站继电保护技术的分析与探讨[J].电子制作，2014，06：224-225.
[3] 曹龙.数字化变电站继电保护的优化配置方案浅谈[J].通讯世界，2015，03：147-148.