張鵬

摘要：本文從數(shù)字化變電站繼電保護措施與傳統(tǒng)變電站繼保的差別，以及數(shù)字化下繼電保護的新特點和要求入手，來解析數(shù)字化變電站的繼電保護措施，力求能夠為實踐提供一定的理論上的支持。

關(guān)鍵詞：IEC61850標準；數(shù)字化變電站；繼電保護

引言

在IEC61850標準下，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和充分利用出現(xiàn)了數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站與以往相比有了較大的變化和發(fā)展，數(shù)字化變電站的繼電保護具有自己新的特點，當然也對于繼保手段和技術(shù)有了新的要求。

1.數(shù)字化變電站

數(shù)字化變電站是建立的基礎(chǔ)是IEC61850規(guī)范，它是借助現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)通信手段，整合已有資源，進行分層構(gòu)建的現(xiàn)代化變電站。數(shù)字化變電站借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)，實現(xiàn)了通信和管理的數(shù)字化、現(xiàn)代化和自動化，將不同的接口和數(shù)據(jù)信息建立在同一個通用的平臺上，極大地便利了信息交互。

在借助新型通信手段和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的條件下，數(shù)字化變電站具有了一系列以往變電站不具備的新的特點和優(yōu)勢。數(shù)字化變電站改變了以往傳統(tǒng)變電站的一次設(shè)備管理模式，建立起了分層的、自動化的運行管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了變電站運行管理的安全和高效。

新型的數(shù)字化變電站具有一系列的優(yōu)點，這些是以往任何時期的變電站所不具備的。在數(shù)字化變電站中，數(shù)字信息利用光纖進行傳輸，信息傳遞中沒有衰減和弱化，且速率大大提高，因而其較高的性能是以往無法比擬的。

數(shù)字化下的遠程管理和交互管理大大減少了工作量，使得工作中的安全問題得到了完美解決，避免了因工作疏忽等導(dǎo)致的安全事故，大大提高了安全性和可靠性。

數(shù)字化的最大優(yōu)點就是信息共享，數(shù)字化變電站的這一特點，使得維護和管理成本大大降低，同時又有利于環(huán)境保護。無論是經(jīng)濟價值還是生態(tài)價值和社會效益都得到了大幅度提升，數(shù)字化變電站的經(jīng)濟性與以往相比得到了大大的提升。

數(shù)字化變電站也有一些新的要求和亟待解決的問題。數(shù)字化變電站對于硬件設(shè)施提出了新的要求，若不能及時與之配套銜接，勢必帶來一系列后果；由于信息傳輸方式的變化，勢必導(dǎo)致時間上的變化，尤其在繼電保護上幾分之一甚至幾十分之一秒的時間差都會帶來嚴重的后果。

2.數(shù)字化變電站繼保特點分析

與傳統(tǒng)的變電站繼電保護相比，數(shù)字化變電站的繼電保護有了很大的變化。

2.1數(shù)字化保護的硬件特點

數(shù)字化變電站改變了以往傳統(tǒng)的變電站微機保護主要依靠微處理器為基礎(chǔ)的電路構(gòu)成，采用了一系列全新的數(shù)據(jù)傳輸手段。數(shù)字保護主要包括光接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、人機交互單元等。

數(shù)字化變電站的繼電保護采用了GOOSE這一通用事件，為數(shù)據(jù)的無障礙傳輸提供了物質(zhì)保障。完整的配套設(shè)施實現(xiàn)了繼電保護的數(shù)字化、現(xiàn)代化和高效化。

2.2數(shù)字化保護裝置的接口特點

與傳統(tǒng)保護裝置的模擬輸入相比，數(shù)字化保護裝置采用了結(jié)構(gòu)小巧的光收發(fā)模塊，將合并單元傳來的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。這一全新的保護裝置接口特點，避免了模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生的誤差，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木取Ｔ诶肎OOSE和光收發(fā)模塊后，使得連接方式更加靈活多樣。實際操作中可以根據(jù)實際狀況和現(xiàn)場的復(fù)雜程度選擇不同的連接方式，既可以采用點對點的直接通信，也可以選擇比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模式通訊。

2.3信號傳輸?shù)奶攸c

與傳統(tǒng)變電站的模擬信號采集和傳輸相比，數(shù)字化變電站的信號傳輸有了較大的改變。傳統(tǒng)繼電保護中的信號傳輸完全采用的是利用電纜傳送模擬信號的一次傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸上效率低、誤差大。

數(shù)字化變電站在繼電保護中的信號傳輸有了較大的進步，傳統(tǒng)的電纜傳輸被新型的光纖代替；用數(shù)字信號代替了模擬信號；用經(jīng)過合并單元的二次信號傳輸代替了一次傳輸；用符合復(fù)雜情況和場景的網(wǎng)絡(luò)傳輸代替了傳統(tǒng)模式下的點對點的直接傳輸。從而大大提高了信號傳輸效率，避免了模擬信號傳輸中各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差。

2.4測試系統(tǒng)的特點

測試系統(tǒng)是變電站繼電保護中非常重要的一部分，測試系統(tǒng)必須符合不同的繼電保護措施的特點方能為全局服務(wù)。

數(shù)字化變電站繼電保護中GOOSE的運用，將不同的端口聯(lián)系了起來，使得數(shù)字信號能夠在不同的端口間得到自由轉(zhuǎn)換，避免了“語言不通”的現(xiàn)象。因而，數(shù)字化下測試系統(tǒng)首先具有通用性的特點。

時間問題從來都是繼電保護中必須考慮的問題，在光電傳輸中幾分之一甚至幾十分之一秒的延時都有可能導(dǎo)致不可估量的后果的產(chǎn)生。數(shù)字化變電站的繼電保護測試系統(tǒng)需要及時處理仿真計算、數(shù)據(jù)打包、報文發(fā)送和解析等環(huán)節(jié)，因而數(shù)字化下測試系統(tǒng)還具有實時性的特點。

此外，作為數(shù)字化下的繼電保護測試系統(tǒng)還具有同步性和測試規(guī)模的特點。也就是說，數(shù)字化繼電保護的測試系統(tǒng)保證了信號傳輸?shù)耐叫?，使得采樣?shù)據(jù)能夠在一個點上獲得，避免了相位和幅值產(chǎn)生的誤差；同時多個外接數(shù)字保護裝置，保證了足夠的信號輸入輸出通道，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝Щ?，提高了精確度。

2.5簡化的特點

在借助光纖的數(shù)字化傳輸下二次接線被簡化。也就是說，在數(shù)字化模式下那種傳統(tǒng)的依靠互感器的二次交流回路問題被扔進了歷史的垃圾箱。應(yīng)用了智能開關(guān)，沒有了直接的電聯(lián)系，可以有效避免傳統(tǒng)模式下的誤接線誤觸碰等安全問題，簡化了二次接線。同時GOOSE的運用，實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)在同一平臺下的共享，使得繼電保護的配置被大大簡化。

3.數(shù)字化變電站繼電保護中應(yīng)注意的一些問題

3.1建立符合科學(xué)高效的數(shù)字化測試系統(tǒng)

為了進一步促進數(shù)字化變電站繼電保護的發(fā)展，必須建立符合技術(shù)發(fā)展要求的測試系統(tǒng)。數(shù)字化下的測試系統(tǒng)的建立需要構(gòu)建相關(guān)的硬件平臺，建立基于高性能機群服務(wù)器的仿真平臺，使得完整的二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能夠構(gòu)建，從而建立起一個模擬的數(shù)字化體系。

利用已經(jīng)建立的硬件平臺，建立起完整而可靠的測試模型，對裝置的實時性、同步性、整體性等進行測試，獲得第一手的完整而準確的測試結(jié)果。

3.2制定和完善系統(tǒng)保護配置方案

科學(xué)的方案是科學(xué)行動的先導(dǎo)，任何科學(xué)的行動都是在科學(xué)合理的方案的指導(dǎo)下進行的。變電站的繼電保護是一個事關(guān)全局的大問題，必須堅持安全第一。因此，必須使每一套裝置都可以單獨完成全站的繼電保護功能，并能夠承擔全部測控的功能職責。在主變壓器的差動保護上制定兩種以上基于不同原理的方案，使得兩套方案能夠互為備用，任何一套都可以單獨投入或者退出，以起到最大限度的保護作用。

3.3克服標準不統(tǒng)一的問題

雖然當前各個生產(chǎn)繼電保護設(shè)備的廠家都是遵循的IEC61850標準，然而由于對標準的理解把握上存在差異，其生產(chǎn)的設(shè)備的通用性比較差。作為廠家應(yīng)當及時統(tǒng)一標準，作為變電站繼保部門在選購設(shè)備時也應(yīng)當盡量選購能通用的設(shè)備，避免出現(xiàn)設(shè)備間的不適用。

3.4及時攻克技術(shù)難關(guān)

對于作為繼保技術(shù)后盾的科研部門，應(yīng)當及時攻堅克難，攻克技術(shù)難關(guān)。例如當前數(shù)字化下的網(wǎng)絡(luò)延時問題還是制約數(shù)字化繼電保護的一個重要瓶頸；繼電保護中急需一種通用的、特殊的檢測儀器等，這些技術(shù)層面的問題必須及時予以解決。

4.結(jié)語

科技進步將變電站帶進數(shù)字化階段，基于數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別，繼保上也應(yīng)當有全新的改革方能適應(yīng)這種發(fā)展。只有解決繼電保護中一系列軟件和硬件問題，并且建立科學(xué)的管理模式方能促進數(shù)字化變電站的快速健康發(fā)展。

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