220KV数字化变电站继电保护问题及技术初探

220KV数字化变电站继电保护问题及技术初探摘要：关键词：引言：一、数字化变电站的基本概念及发展历程数字化变电站是指变电站信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化即将设备采集、交换、传输的模拟交流量、开关量、控制命令等转化为数字信息，运用IEC61850协议构建的分层、分布式数字化网络系统，使全站设备信息采集、传输 、处理、输出能共享一个信息平台，达到设备之间具有互操作性的目的。其基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化。
数字变电站自动化技术经过10 多年的发展已经达到了一定的水平, 在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术, 实现无人值班, 而且在220kV 及以上的超高压变电站建设中也大量采用综合自动化新技术, 从而提高了电网建设的现代化水平, 增强了输配电的可能性, 降低了变电站建设的总造价。随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用, 势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响, 全数字化变电站自动化系统即将出现。数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化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。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。数字化变电站在我国发展迅速，从1995年德国提出制定IEC61850的设想开始，中国就一直关注IEC61850的发展。全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会自2000年起，将对IEC61850的转化作为工作重点之一。从CD（委员会草案）到CDV，从FDIS到正式出版物，标委会及其工作组专家密切跟踪IEC标准的进展，用近5年的时间，二十多位专家的辛勤工作，完成了IEC61850到行业标准DL/T860的转化。标准转化的同时，国内顶级设备制造商如南瑞集团、北京四方、国电南自、许继电器等同步开展了标准研究和软硬件开发。2006年以来，相继有采用IEC61850标准的变电站投入运行，从110kV到500kV，从单一厂家到多家集成，国内对数字化变电站工程实践的探索正在向纵深发展。二、220KV数字化变电站继电保护问题分析 变电站继电保护的安装位置与以往相比发生了很大的变化，基本上考虑2种方式：①就地安装；②集中安装。有的变电站只考虑一种方式，有的则2种方式全用。作为一般的设计，10 kV线路保护安装到开关柜上，变压器以及高压线路保护则集中于控制室，继电保护装置经过通信线路与管理计算机联网。这种考虑主要是由于10 kV开关柜一般为户内安装，变压器以及高压线路开关为户外安装的缘故。微机技术的发展，即单片机技术的应用使保护独立于管理机之外，并与管理机建立通信联系成为可能，如此，继电保护并没有成为以大型计算机为中心的内部的一部分。继电保护作为综合自动化系统的一部分，在结构、功能上相互独立，在管理上相互通信的模式为人们所接受。继电保护不仅是综合自动化系统的一部分，而且是独立于综合自动化系统的一部分，这种设计对整个系统的可靠性无疑是非常必要的。三、220KV数字化变电站继电保护技术2．1 数字化变电站提高了继电保护的运行水平[1]如果采用基于IEC 61850 标准的数字化变电站技术，由于二次电缆少，在不增加硬件设备、不重复采集交流信息的前提下，将相应功能分散到各间隔保护单元中，实现了网络化母线保护、网络化备自投和网络化低频低压减载功能，可以基本消除以上限制继电保护运行水平继续提高的瓶颈。而对于装置缺陷，由于直接采用数字量，能真实反映系统一次电气量信息，装置可采用更先进的原理算法，其集成度可以更高，抗干扰能力大大增强，再加上在线监测、在线检修自动化，装置运行也将更加稳定。此外，在数字化变电站中，由于用光缆代替铜缆，大幅度减少了系统中元件的数量；数字化保护的网络化配置不但在系统层面，而且在元件层面实现了真正的冗余；另外数字化保护系统和元件都具备自检和监视功能，这些改变使得保护的可靠性进一步提高。2.2 数字化变电站对继电保护技术提出了新的挑战目前，继电保护装置的微机化趋势充分利用了先进的半导体处理器技术：高速的运算能力、完善的存贮能力和各种优化算法，同时采用大规模集成电路和成熟的数据采集、模数转换、数字滤波和抗干扰等技术，因而系统响应速度、可靠性方面均有显著的提升。然而，数字化变电站的不断发展，对继电保护技术提出了新的挑战：更高的继电保护性能。具体到电力继电保护设备来说，包括：电力状态参数的快速准确监测；系统很强的存储力能更好地实现故障分量保护；先进、优化的自动控制、算法和技术，如自适应、状态预测、模糊控制及人工智能、神经网络等，确保更高的运行准确率；在满足当前继电保护功能和性能需求的条件下，以更低的整体系统成本(包括软硬件成本和开发成本)实现。更好的系统软硬件的扩展能力。产品方案的可扩展性是当前很多嵌入式系统产品方案选型的一个重要考虑点，对于继电保护系统来说尤其如此。四、结束语五、参考文献