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摘要：随着电网的快速发展，电力系统与微机系统的联系也越来越密切。变电站继电保护信息管理系统的实现，计算机技术的应用为电力系统日趋复杂繁重的运行管理提供了强大的支持。数字化变电站具有设备智能化，网络化，自动化的特点。本文就变电站继电保护的技术、运行及维护等方面作了探讨，对继电专业技术与管理提出了发展趋势，希望对电力行业人员有一定的参考作用。
关键词：数字化变电站；继电保护；IEC61850
1、数字化变电站关键技术应用
目前，业界对于“数字化变电站”还没有严格完整的定义。从某种程度上来讲，数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，基本特征是设备智能化、信息传输网络化、模型和通信协议标准化、运行管理自动化。数字变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化、二次设备网络化、符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。
目前，国内各大电网省公司都开展了数字化变电站试点工程，用以推广验证数字化实现技术、IEC61850标准的理论体系与实现过程。通过与常规综合自动化变电站相比较，数字化变电站的特点主要包括以下几个方面：
1）简化二次接线，减少变电站、集控室面积。
2）光电隔离，采用数字信号传输和处理，提升测量精度，无附加误差、无电压互感器短路、电流互感器饱和、CT开路、铁磁谐振、电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题。
3）数据集成度高，监控、远动、保护信息子站，电压无功控制和“五防”等可以共享统一的信息平台。
总体来说，数字化变电站的全数字化二次设备可以小化、标准化、集成化灵活布置，节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资，在变电站的设计、安装、调试、验收和运行等方面发挥了很大的优势，消除了如变电站直流接地、CT特性不一致等引发继电保护误跳闸等长期制约继电保护稳定运行的瓶颈。然而，在实际运行中也发现一些问题如下：
1）短期内无法保证全站统一采用电子式电流互感器ECT、电子式电压互感器EPT时系统的稳定性与可靠性。由于ECT、EPT使用电子器件，所以设备的寿命和可维修性，以及电子设备对环境的适应性（如温度、湿度和电磁干扰等）等因素都需要时间的考验。
2）目前，国内智能化开关研究应用还没有成熟，如果全部采用进口设备，价格太昂贵，对常规综合自动化变电站的改造与升级成本太高。若采用智能终端加常规开关方案，总体来说运行稳定，但在极端炎热的天气情况下，曾经出现过因就地汇控柜内温度过高，下放到就地汇控柜的智能终端误发告警信号的情况。
3）各供电公司对数字化变电站的研究应用相对滞后，在运行与维修的过程中还没有形成统一的标准与规范，虽然现场安装调试简单，但需要依赖厂家，尤其是ECT、EPT的精度及极性测试等需要厂家提供专有设备。
所以要经过已经投产或以后陆续投产的基于IEC61850的数字化变电站运行经验的积累，ECT、EPT可靠性得到进一步验证，国产智能化开关的研制和应用得到突破，再加上有基于IEC61850数字变电站标准化示范工程的推动，基于IEC61850的数字化变电站才能在国内全面推广应用。
2、数字化变电站对继电保护的影响
数字化变电站与目前综合自动化变电站有很大差别，二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程软件代替，常规的控制电缆被光缆代替，常规的模拟信号被数字信号代替后，现有的设计、施工、试验、维修的所有方法都将不再适用，继电保护专业将从装置型向系统型转变，这是继电保护专业的一次革命。
2.1数字化二次系统的运行与维护
2.1.1定期维护内容的调整
在常规变电站中，继电保护定期维护的主要目标是通过对交流电流、电压回路、直流回路进行电气测量，对继电器等元器件进行运行试验来发现缺陷，规避设备风险。数字化变电站二次系统从电气量的采集、信息的传输、跳合闸控制命令的实现等均具备了全面监视的可能，设备缺陷基本可以通过自检告警来发现，定期维护的目标会更侧重于运行中的维护，比如保护压板状态核对、铭牌核对、清灰等。
2.1.2运行维护对象的调整
常规变电站中，继电保护专业主要针对保护类继电器，交、直流电源等进行巡视检查。数字化变电站由于电子式设备、通信设备的大量应用，这些设备的完好性对实现继电保护动作准备率起到了至关重要的作用。所以，在巡视时还要特别注意光纤以及其他网络通信设备的完好性。
2.1.3运行维护周期的调整
目前常规变电站的继电保护专业巡视采用一年巡视4次，半年进行测量试验的周期模式。数字化变电站提高了设备故障自我监测报警的能力，所以也可适当考虑调整二次设备巡视的周期，以减少巡视维护的人工量。
2.1.4运行维护工作量降低
数字化变电站用光纤代替了常规变电站中的控制电缆和模拟电缆，减少了因电缆老化或绝缘降低引起的短路火灾或直流接地等问题，降低了事故、缺陷报警的概率，有利于日常的运行维修。数字化通信，可以通过网络实时监控互感器等的工作状态，及时发现不良隐患，减少因电流互感器等故障造成的电网事故。
2.2数字化变电站验收
①数字化变电站过程层是与综合自动化变电站最显著的区别，智能化电气设备包括数字式互感器、智能断路器或断路器智能单元与二次系统的联系更加密切，应该纳入二次系统的检验范围。
②ECT与EPT精度、变比、极性和同步性检测。本项检测意在规避传统特性对保护可靠性影响，保持跨间隔的数字式电流、电压信号同步，提高继电保护特别是母差保护、变压器差动保护等“四性”要求。
③网络性能测试，主要包括光纤以太网、ME、面向通用对象的变电站事件（GOOSE）网络测试。本项测试主要是为了检验网络的传输衰耗和误码率，检测保护装置或者测控装置接收采样值及收发控制、驱动报文内容的正确性及一致性。
同常规变电站工程项目相比，数字化变电站工程调试中减少了大部分电缆接线及现场调试工作，但增强了系统集成和测试工作。由于系统集成和测试工作依赖于专用的检测设备及检测技术，这对继电保护工作人员提出了更高的要求。
3、总结
目前，数字化变电站的建设还处于功能实现的初步阶段，继电保护运行管理工作要与数字化变电站技术同步进行。这要求变电站的继电保护人员不仅要掌握继电保护专业技能，还要掌握相关通信、自动控制技术。这也对变电站继电保护专业的管理提出了更高的要求，继电保护专业应不断的积累管理经验和进行各项相关标准的完善，逐步改变传统专业管理模式以适应数字化变电站的运行管理需要。
参考文献：
[1] 高翔.数字化变电站应用技术[J].中国电力出版社.2008.
[2] 王璐.基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用[J].电力系统保护与控制.2008.
关键词：数字化变电站；继电保护；IEC61850
1、数字化变电站关键技术应用
目前，业界对于“数字化变电站”还没有严格完整的定义。从某种程度上来讲，数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，基本特征是设备智能化、信息传输网络化、模型和通信协议标准化、运行管理自动化。数字变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化、二次设备网络化、符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。
目前，国内各大电网省公司都开展了数字化变电站试点工程，用以推广验证数字化实现技术、IEC61850标准的理论体系与实现过程。通过与常规综合自动化变电站相比较，数字化变电站的特点主要包括以下几个方面：
1）简化二次接线，减少变电站、集控室面积。
2）光电隔离，采用数字信号传输和处理，提升测量精度，无附加误差、无电压互感器短路、电流互感器饱和、CT开路、铁磁谐振、电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题。
3）数据集成度高，监控、远动、保护信息子站，电压无功控制和“五防”等可以共享统一的信息平台。
总体来说，数字化变电站的全数字化二次设备可以小化、标准化、集成化灵活布置，节约了电缆等设备投资以及相应的施工投资，在变电站的设计、安装、调试、验收和运行等方面发挥了很大的优势，消除了如变电站直流接地、CT特性不一致等引发继电保护误跳闸等长期制约继电保护稳定运行的瓶颈。然而，在实际运行中也发现一些问题如下：
1）短期内无法保证全站统一采用电子式电流互感器ECT、电子式电压互感器EPT时系统的稳定性与可靠性。由于ECT、EPT使用电子器件，所以设备的寿命和可维修性，以及电子设备对环境的适应性（如温度、湿度和电磁干扰等）等因素都需要时间的考验。
2）目前，国内智能化开关研究应用还没有成熟，如果全部采用进口设备，价格太昂贵，对常规综合自动化变电站的改造与升级成本太高。若采用智能终端加常规开关方案，总体来说运行稳定，但在极端炎热的天气情况下，曾经出现过因就地汇控柜内温度过高，下放到就地汇控柜的智能终端误发告警信号的情况。
3）各供电公司对数字化变电站的研究应用相对滞后，在运行与维修的过程中还没有形成统一的标准与规范，虽然现场安装调试简单，但需要依赖厂家，尤其是ECT、EPT的精度及极性测试等需要厂家提供专有设备。
所以要经过已经投产或以后陆续投产的基于IEC61850的数字化变电站运行经验的积累，ECT、EPT可靠性得到进一步验证，国产智能化开关的研制和应用得到突破，再加上有基于IEC61850数字变电站标准化示范工程的推动，基于IEC61850的数字化变电站才能在国内全面推广应用。
2、数字化变电站对继电保护的影响
数字化变电站与目前综合自动化变电站有很大差别，二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程软件代替，常规的控制电缆被光缆代替，常规的模拟信号被数字信号代替后，现有的设计、施工、试验、维修的所有方法都将不再适用，继电保护专业将从装置型向系统型转变，这是继电保护专业的一次革命。
2.1数字化二次系统的运行与维护
2.1.1定期维护内容的调整
在常规变电站中，继电保护定期维护的主要目标是通过对交流电流、电压回路、直流回路进行电气测量，对继电器等元器件进行运行试验来发现缺陷，规避设备风险。数字化变电站二次系统从电气量的采集、信息的传输、跳合闸控制命令的实现等均具备了全面监视的可能，设备缺陷基本可以通过自检告警来发现，定期维护的目标会更侧重于运行中的维护，比如保护压板状态核对、铭牌核对、清灰等。
2.1.2运行维护对象的调整
常规变电站中，继电保护专业主要针对保护类继电器，交、直流电源等进行巡视检查。数字化变电站由于电子式设备、通信设备的大量应用，这些设备的完好性对实现继电保护动作准备率起到了至关重要的作用。所以，在巡视时还要特别注意光纤以及其他网络通信设备的完好性。
2.1.3运行维护周期的调整
目前常规变电站的继电保护专业巡视采用一年巡视4次，半年进行测量试验的周期模式。数字化变电站提高了设备故障自我监测报警的能力，所以也可适当考虑调整二次设备巡视的周期，以减少巡视维护的人工量。
2.1.4运行维护工作量降低
数字化变电站用光纤代替了常规变电站中的控制电缆和模拟电缆，减少了因电缆老化或绝缘降低引起的短路火灾或直流接地等问题，降低了事故、缺陷报警的概率，有利于日常的运行维修。数字化通信，可以通过网络实时监控互感器等的工作状态，及时发现不良隐患，减少因电流互感器等故障造成的电网事故。
2.2数字化变电站验收
①数字化变电站过程层是与综合自动化变电站最显著的区别，智能化电气设备包括数字式互感器、智能断路器或断路器智能单元与二次系统的联系更加密切，应该纳入二次系统的检验范围。
②ECT与EPT精度、变比、极性和同步性检测。本项检测意在规避传统特性对保护可靠性影响，保持跨间隔的数字式电流、电压信号同步，提高继电保护特别是母差保护、变压器差动保护等“四性”要求。
③网络性能测试，主要包括光纤以太网、ME、面向通用对象的变电站事件（GOOSE）网络测试。本项测试主要是为了检验网络的传输衰耗和误码率，检测保护装置或者测控装置接收采样值及收发控制、驱动报文内容的正确性及一致性。
同常规变电站工程项目相比，数字化变电站工程调试中减少了大部分电缆接线及现场调试工作，但增强了系统集成和测试工作。由于系统集成和测试工作依赖于专用的检测设备及检测技术，这对继电保护工作人员提出了更高的要求。
3、总结
目前，数字化变电站的建设还处于功能实现的初步阶段，继电保护运行管理工作要与数字化变电站技术同步进行。这要求变电站的继电保护人员不仅要掌握继电保护专业技能，还要掌握相关通信、自动控制技术。这也对变电站继电保护专业的管理提出了更高的要求，继电保护专业应不断的积累管理经验和进行各项相关标准的完善，逐步改变传统专业管理模式以适应数字化变电站的运行管理需要。
参考文献：
[1] 高翔.数字化变电站应用技术[J].中国电力出版社.2008.
[2] 王璐.基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用[J].电力系统保护与控制.2008.