学文网数字化变电站篇1
1 存在于传统常规变电站自动化系统中的缺点
1）传统变电站自动化系统的结构相对复杂，其可靠性较低。在传统的变电站中，其二次设备、自动和远动装置等，大多数都采取了小规模的集成电路或者是电磁模式，自检功能缺乏，结构复杂，而且其可靠性极低。
2）配置采取固定的模式，灵活性低。在传统的变电站中，其二次设备多半是依赖足够多的电缆，再加以空触点的利用，以模拟信号为载体进行信息的交换，这样就造成信息量小，灵活性能较差的缺点，同时也无法实现其可靠安全性能。另外，改变接线较难，只稍稍的进行部分改动设计，需要更改的接线就非常之多。
3）配置相对来说较多，且占地面积大。传统的变电站，其较大的占地面积和大量电缆的使用，加重传统变电站的电压和电流互感器的负担，存在较多多余的冗繁二次配置。
4）远程控制力低。在传统变电站的远程监视能力方面，存在着严重的不足。其对总控制中心所提供的信息少，而且精度非常差，再加上变电站内部的自动调节以及控制的手段还不够全面，协调配合能力较低，不能实现电网实时监测，不能满足电网控制要求。
5）维护工作难度高，工作量大。电磁型，或者是小规模的集成电路，其调试和维护难度大，工作量大。其自动化不能够满足定值的远方修改，无法实现工作状态的检查。还有一些设备，极其容易受到周围环境的影响。
6）处理信息的速度和准确性能较差。传统的变电站，其监控系统依靠人实现，人作为监控系统核心，由于个人能力的局限性，难以保护之呢过信息的处理正确性及可靠性。
7）仪表和仪器等，存在着较大的误差。传统变电站监控系统所使用的仪表模拟式较多，这种将被测大小以改变指针机械位置来展现的模式，考虑到指针的位置与被测之间的对应关系误差的存在，加之人在观察中难以避免的误差，都降低了信息的准确性。
8）传统变电站的灯光和音响等，难以提供全面信息。传统变电站的事件发生，多半是由音响和灯光来展现的，但对经验的要求较高，需要通过经验才能去判断具体事件的信息。不利于事故的正确处理，不能全面去考核继电保护，以及自动装置动作。
9）不利于节约资源。传统变电站的监控系统的表计采用，其信号牌、指示灯等在运行中将耗费大量能量，其体积大也决定了其较大的控制面积。
2 相对于传统变电站来说，数字化变电站的优势
1）便利性。在数字化变电站中，被检测的一次设备的信号回路，以及操作驱动回路的被控制全面采用光电技术和微处理器。以光来代替电，加强电磁的兼容特性。光电数字与光纤的采用，替换了传统强电模拟信号以及常规控制电缆。数字化变电站设备之间，采用了高速网络通信模式，其运行管理系统的高度自动化也得以实现，为运行管理提供了便利。
2）存在于数字化变电站的数字优势。
① 由于数字化变电站的功能能够实现统一信息平台的共享，从而较大程度上避免了重复设备投入。在传统的变电站中，其装置和系统都是功能单一的、***的，如监视、保护、控制和测量等，硬件的重复配置，信息不共享等，造成资金的浪费，成本的上涨。数字化变电站由于采用了统一传输，不同规约间的转换采取了巧妙的避免。原本二次系统装置较分散，这样一来就具备了信息集成，以及对功能的合理优化和整合。
② 数字化的变电站有效地将设备的退出时间和次数进行了减少，将设备的可用性大大地提高了。
③ 数字化变电站将自动化设备的数量有效地减少了，实现了二次接线的简化，也实现了信息的自检，提高了可靠性。
④ 数字化变电站，其采用光纤，放弃了电缆的使用，具备了较强的电磁兼容性能，保证了信号的安全可靠。少量的光纤能够代替大量的电缆，将变电站内电缆的数量减少了，从而避免了电缆的电磁兼容、交直流的无碰撞以及两点的接地等等一些列问题。这样就大大提高了系统的安全可靠，将模拟信号转为数字信号，增加了在传输中的带宽以及信息量。
⑤ 设备间的互操作性，利于维护和更新设备，是投运时间减少，有效地提高了工作的效率。而常规变电站，一次和二次设备电缆的连接与调试，一般完成在现场后，进行调试的周期也比较长。在数字化变电站，一、二次设备在现场后，相关调试工作量极小，缩短了投运周期。
⑥ 有效地减少了中间的步骤和环节，将测量精度明显提升。数字化变电站电流以及电压的采集环节，数字化电气测量系统的采用，实现了无饱和，实现了无CT 二次开路，最明显的例子是电式互感器。有效隔离了一、二次系统电气，提高了电气量测量精度，增大了测量范围。
3）存在于数字化变电站的经济优势。
① 数字化变电站，实现了运行系统与其他系统间的信息资源共享，最大程度的减少了建设的重复现象，以及资金的投入量。
② 缩小了必要的占地面积，减少了基建的一部分投资；降低了变电站在寿命周期内所需要的总体成本，这里包括初期建设和后期维护的成本。另外，简单易行的二次节点，使安装和维护的成本也得以节约。
③ 与传统变电站来说，数字变电站的造价是在一个档次内的。数字化设备和传输的采用，在电磁的干扰史上划了句号，从而也有效地预防了漏油和渗油，将安全和可靠性能提高了。所以说，其具有节约能源、保护环境以及节约成本的优势。
3 存在于数字化变电站中的问题
1）数字化变电站的间隔层，于一个体系中成为一个重要环节，不再是***体系。这样一来，增大了对过程层设备以及相关的网络设备的依赖程度，而且很大程度上依赖于光纤网络通信的可靠性。网络若出现故障，变电站所有的保护及控制的相关功能会失效，引发严重后果。要求网络设备要具备极高的可靠性，含有间隔层保护、检测和控制等装置设备。
2）研究并采用更加晚上的闭锁机制来实现保护和控制功能。网络对跳合闸命令发送的实现，难以完全保证在非法入侵时的信息安全，存在较大的安全隐患。其中至关重要的就是枢纽变电站，尤其不能出现半点差池。信息安全性，直接决定了变电站系统可靠性如何，系统复杂，则通信频繁，信息的安全性和可靠性的重要之处就凸现出来。IEC61850协议，其开放性和标准性，也对电力系统的安全带来了威胁。尤其要保证二次系统中，相关信息的完整性及确定性，考虑并采用二次系统安全防护的措施，适应变电站信息安全防护的要求。另外，我们要结合电力系统相关的运行特征，以安全标准为根本要求和最终的目的，制定安全防护的相关策略，参考闭环网络和只读访问，密码和防火墙等等。最后，也要充分地考虑到对系统性能，以及宽带网络的影响。
3）鉴于电子式互感器的自身结构以及工作方式，直接或间接地致使难以进行互感器角差、比差的现场试验，更可能无法开展极性的相关试验，待到设备投运带电状态之后，才可以对接线准确性进行相关检验。
4）考虑到数字化变电站，其保护和校验都比较复杂，而在变电站的运行状态下，想要检验部分间隔保护的难度极大，所以，在目前不能提供所需的数字化保护电流量和电压量，常规继电保护的校验装置满足此需要。由于电流量和电压量想要进入保护装置，必须经过合并器，试验的完成也需要自带合并器。所以，母差保护这一类保护校验的完成，需要大量电流和电压量，难度系数很大。
4 总结
在电能质量以及可靠性运行的水平等方面，数字化变电站所拥有的优势是传统变电站无法比拟的。很快，就会实现综合自动化以及数字化变电站的普及，考虑到数字化变电站的建设过程中，涉及了较多的部门，高技术含量，以及大量的资金等等，在普及的过程中会有很多预见性或不可预见的问题存在。必须从设计、施工和监理等每一个环节都加强管理力度，对各部门的关系进行积极协调，不断地总结经验，定期培训，加大标准化建设的力度，按照高要求和标准化等来提高电网的安全性能。
参考文献：
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[3]陈飞林，变电站自动化系统的新发展[J].大众科技，2008年，12期.
[4]张旗、李兆琪，从大石桥变电站看数字化变电站的技术发展方向[J].信息技术，2011年，07期.
数字化变电站篇2
【关键词】数字化变电站；技术；研究
1、前言
数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。随着数字化变电站的发展，IEC 61850协议的推广，解决了数字化后设备与设备间的互操作性、互换性的一个统一平台协议。数字技术的可靠性，实时性，经济性正在逐步提高。它改变了传统的变电站综合自动化二次设备的组态模式，现在我们可以运用智能设备，光电电流电压互感器，一次设备***检测及自诊断等技术，使发展建设完全意义上的数字化变电站已成为可能。
由定义可以看出，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。具体体现如下：
1.1 智能化的一次设备
智能设备首先应具备数字化接口，一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，采用微处理器和光电技术设计，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程控制器代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。通过过程总线接口给间隔层设备提供电气信息，接受间隔层设备的跳合闸等控制命令；各断路器的智能终端输入开关位置、刀闸位置等状态量，输出跳合闸命令，含操作回路。由此可以看出，智能化设备是机电一体的进一步结合，是实现电气量和非电气量数字化的基础部分。1
1.2 网络化二次设备
网络化的二次设备具有数字化接口，能满足电子式互感器和智能开关的要求，能满足IEC61850通信标准的要求，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现功能装置重复的I/O现场接口，二次电缆也由大量控制电缆改为少量光缆，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。因为网络化二次设备的出现，也使得二次保护、监控控制等设备与一次设备可以实现就地安装。
1.3 符合IEC61850标准
IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。IEC61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性，解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用（Plug and Play）的特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。在我国采用该标准系列将大大提高变电站自动化系统的技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力。
2、数字化变电站的特点
2.1 高性能
①通信网络采用统一的通信规约IEC61850，不需要进行规约转换，加快了通信速度，降低了系统的复杂度和设计、调试和维护的难度，提高了通信系统的性能。
②数字信号通过光缆传输避免了电缆带来的电磁干扰，传输过程中无信号衰减、失真。无L、C滤波网络，不产生谐振过电压。传输和处理过程中不再产生附加误差，提升了保护、计量和测量系统的精度。2
③光电互感器无磁饱和，精度高，暂态特性好。
2.2 高安全性
①光电互感器的应用，避免了油和SF6互感器的渗漏问题，很大程度上减少了运行维护的工作量，不再受渗漏油的困扰，同时提高了安全性。
②光电互感器高低压部分光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压互感器二次短路可能危及人身或设备等问题不复存在，大大提高了安全性。
③光缆代替电缆，避免了电缆端子接线松动、发热、开路和短路的危险，提高了变电站整体安全运行水平。
2.3 高可靠性
①设备自检功能强，合并器收不到数据会判断通讯故障或互感器故障而发出告警，既提高了运行的可靠性又减轻了运行人员的工作量。
②采集器的电源由能量线圈或激光电源提供，两者自动切换，互为备用。
2.4 高经济性
①采用光缆代替大量电缆，降低成本。用光缆取代二次电缆，简化了电缆沟、电缆层和电缆防火，保护、自动化调试的工作量减少，减少了运行维护成本。同时，缩短工程周期，减少通道重复建设和投资。
②实现信息共享，兼容性高，便于新增功能和扩展规模，减少变电站投资成本。
③光电互感器采用固体绝缘，无渗漏问题，减少了停运检修成本。
④数字化变电站技术含量高，电缆等耗材节约，具有节能、环保、节约社会资源的多重功效。
2.5 应用中应注意的事项3
①激光发生器不能空载运行，否则易损坏。如激光发生器在工作状态，将数据光缆或能量光缆拔开可造成激光发生器空载而烧坏。今后应考虑加装闭锁或保护功能。
②不得用眼睛观察激光孔或激光光缆，会烧伤眼睛。
③光电互感器工作电源采用激光电源和取能线圈双电源方式，即一次电流10A以上用取能线圈作电源，10A以下用激光电源，异常时否能切换到激光电源，不至使光电互感器停止工作，有待在实际运行中观察。
④巡视时要特别注意：光纤及与二次设备连接的尾纤应可靠连接，防尘帽无破裂、脱落，密封良好。光纤、尾纤自然弯曲，无折痕，弯曲半径不得小于10倍光、尾纤直径，外皮无破损。
3、结束语
数字化变电站的建成投产为电网数字化建设奠定了基础，在变电站发展历程史上具有划时代的意义，是一次变电技术的***。为社会经济的发展奠定了扎实的基础。
参考文献
[1]高翔.数字化变电站应用展望[J].华东电力,2006年8月
数字化变电站篇3
【关键词】变电站 数字化设计 应用价值
传统的变电站设计是用各种设计***纸、文本标注设计内容，而其设计成果数据准确性只能依靠人工校核来实现。数字化的变电站设计是利用建模技术、信息技术、网络技术来对设计数据进行加工、管理，其设计过程也是构造数字化成果数据的过程。
1 数字化设计技术
数字化设计技术是建模技术、信息技术、网络技术在设计领域的集成创新；是以变电站设计对象数字化表达为基础，实现变电站基础信息集成化，设计过程智能化，设计平台一体化，专业设计协同化，设计成果数字化、可视化，应用成果全程化，形成包含设计对象数据、工程过程信息等内容的数字化设计成果。
数字化设计是工程全生命周期的要求，设计过程生产的所有数据，在工程全生命周期的后半程更具价值。设计阶段是数据产生的源头，数据产生机制会直接影响整个全生命周期数字化应用的水平。
我院在几年前采购了北京博超公司的STD变电三维数字化设计平台，目前本院大多数750kV变电工程均采用该平台进行设计，平台应用效果良好。
STD数字化三维变电设计平台是以数据库为核心、以三维技术为手段，结合标准化知识管理体系的精细化变电设计平台。平台通过设计数据驱动与共享实现设计流程的自动化，借助三维技术实现设计成果的精细化，进而实现全专业模型级的协同设计。
2 实际工程数字化设计
2.1 工程背景
阿克塞民主330kV变电站是阿克塞哈萨克族自治县重要的电力枢纽，连接着光伏、风电等电力能源供应和铁路、工业等重要电力用户。工程本期规模为主变2*360MVA，2回330kV线路接入沙洲750kV变电站，预留当金山南方向2回330KV出线位置，预留西北方向各1回330KV出线位置，110kV出线6回。工程远景规模3*360MVA，330KV进出线6回，110KV进出线20回。围墙内用地面积3.3897公顷，站址总用地面积3.9219公顷。
2.2 设备建模和入库
设备三维建模一般是由工程师参照厂家提供的设备安装***，通过设计平台提供的工具进行建模。设备建模时，模型尺寸应以毫米为单位，比例为1：1，设备部件颜色应合理，同类部件颜色应统一，设备模型的各重要部件应有相应的类型标识，比如带电体、接地体、绝缘体、支架、机构箱等，便于后续安全净距检查等设计优化。
2.3 主接线设计
主接线设计有两种方式，一是调用典型回路或典型方案的基础上进行设计，另一种是参数化设计。其中，参数化设计是一种快速灵活的设计方式，可以输入工程的电压等级、变压器台数、接线方式、进出线数量和回路样式，就可以自动形成一个主接线方案。
2.4 工程设备编码
为使电网工程建设各方与业主或运营方共享工程信息，确保在电网工程建设和运行维护过程中信息的可识性和共享性，提高电网工程的数字化管理和安全运行水平，需要为工程中主要设备进行编码。
2.5 数字化协同设计
变电站设计需要多个专业共同完成设计，数字化设计同样需要进行协同设计。数字化协同设计需要在同一个平台下进行，在平台上进行数字化协同设计，首先要建立协同工作空间，然后在协同空间里建立协同树，包括总的部分、各配电装置区域和主控楼，再细分为各个专业和专业内的主体内容等。然后，再在各协同节点设置负责人和权限，各负责人在各自的协同工作空间下开展设计工作。
2.6 总***设计
总***设计依赖于数字化地形***，设计开始首先要导入本工程的数字化地形***。在数字化地形***上进行场地平整和土方量计算。并进行总***规划设计，包括各配电装置区域、进出线位置、主控楼和大门、道路、围墙、排水沟等。
总***设计完成后，设计成果需迁入到工程数据库中，各配电装置区域设计时均需以总***设计成果为基准，在总***中规划的区域上进行各配电装置的设计和布置。
2.7 配电装置设计
配电装置设计时可以直接利用主接线设计成果进行设计。可自动获取间隔和回路信息、设备信息进行轴网设计；可以根据轴网确定设备布置点，按照设备类型、相间距和支架高度可自动进行设备布置。然后，进行导线连接完成配电装置设计。配电装置设计的设计成果可以通过协同工作空间迁入到工程数据库中，并自动更新到三维总平***上。
2.8 土建专业设计
土建专业设计包括建筑、水暖、结构、总***，各专业可以在各自的协同工作空间下开展各自专业的设计工作，也可以利用各自常用的专业软件进行计算校核，比如Midas、岩拓、PKPM、飞时达等专业软件。设计完成后，可以通过接口将设计成果导入到平成土建专业设计内容。
2.9 计算校核
设计完成后需要对设计成果进行计算校核。在数字化的设计成果上，设备模型的属性信息和空间位置关系获取非常方便，可以直接进行计算校核。
2.9.1 计算
数字化变电站篇4
（国网山西省电力公司长治供电公司，长治 046000）
（Changzhi Power Supply Company of State Grid Shanxi Electric Power Company，Changzhi 046000，China）
摘要： 变电站作为我国电力事业建设的关键，最大程度缓解了我国用电紧张的问题，对我国电力事业的发展有着不可或缺的意义。数字化变电站是实现电网自动化、智能化运行的重要环节，其拥有诸多特点，因此数字化变电站继电保护是我国未来电力系统发展的大势所趋。
Abstract: As a key to the construction of electric power industry in China, substation greatly eases the problem of electric power shortage. It has indispensable significance of the development of the power industry. Digital substation is an important link of implementing the automatic and intelligent power grid operation. It has many characteristics. So the relay protection of the digital substation is the trend of the development of the power system in China.
关键词 ： 数字化；变电站；继电保护；优化配置
Key words: digital；substation；relay protection；optimal allocation
中***分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0061-02
作者简介：王鹏（1972-），男，山西沁县人，工程师，毕业于武汉大学电气工程学院本科，主要从事继电保护的管理和维护工作。
0 引言
伴随我国经济的发展，社会生产和人们生活对电力的依赖程度越来越高。这几年我国加大了数字化变电站建设，不仅保证了工业生产和人们生活用电，还提高了设备运行的智能化和自动化水平，进一步确保了电网运行的安全、稳定、高速。
变电站作为整个电力系统的重要组成部分，数字化变电站继电保护是确保我国电网稳定运行的关键环节，但是由于受到一些因素的干扰，使得数字化变电站继电保护出现了一些问题，难以发挥出对电网的保护作用。因此必须对数字化变电站继电保护配置进行优化，提出有针对性的优化措施，确保数字化变电站继电保护发挥出最大的价值与功效。
1 数字化变电站概述
1.1 数字化变电站简介 伴随我国数字化技术和电子信息技术的发展与进步，数字化变电站应用模式与传统变电站存在较大的差异。变电站数字化技术有效地弥补了传统变电站信息应用模式的缺陷，在变电站信息采集、传输以及处理方面发挥着巨大的作用，减少了操作人员的劳动量，提高了系统保护力度和工作效率。数字化变电站在IEC61850基础上，电子互感应器和智能开关共同组成了智能化一次设备和网络化二次设备分层结构，实现了变电站信息共享和互操作目标。该结构主要作用有：实现信息共享、实现网络通信、反映出电气信息、规整系统信息等。
1.2 数字化变电站主要技术特点
1.2.1 数据采集数字化 对于一些常规的电流、电压等电气信息的获取，数字化变电站与传统变电站相比，在此方面具有较大的优势。数字化变电站利用数字化互感器有效的弥补了传统互感器在信息收集方面的缺陷与不足，能将一次设备和二次设备系统有效地分离。为提升信息收集的精准性和及时性，可以在数字化接口上直接连接二次设备。
1.2.2 分层分布式方式 站控层、间隔层以及过程层等部分组成了变电站主要结构，其中站控层是监控主机；间隔层包括各种元件；过程层包含了诸多设备。为有效防止因某一元件导致整个电网的瘫痪，可以不同功能的元件安装在不同电气设备下，那么数字化变电站分层分布式方式就能很好的满足这一点。除此之外，在每个单独的电气设备中设置CPU工作模式，提高对信息的自动和智能处理能力，降低了主控单元的劳动量。分层分布式方式的布置灵活性强，实现了***巡检、诊断故障以及升级等功能。
2 数字化变电站继电保护优化配置分析
2.1 数字化保护性能改进方案
2.1.1 过程层分布式母线保护 母线是确保电力系统安全运行的关键设备，同时也是系统发生故障的重点关注对象，其主要原因是有两个，即扩展性差、二次接线复杂。为提升数字化变电站继电保护的保护性能，简化母差保护逻辑，那么过程层分布式母线保护能较好的满足这一点，其主要原理是通过网络技术和智能短路去除母差保护中的复压闭锁元件，实现间隔***保护母线，从而确保各电气设备能正常运行。
2.1.2 数字化变压器保护 为快速诊断并定位系统故障位置，以防变压器差动保护误动，可以对励磁出现电流的大小进行判断，以实现预期的效果。电子式电流互感器具有高频分量、高保真传变直流特性，将分层分布式方式应用于变压器保护装置过程层中，并安装集中化后备保护，引入断路器跳闸，实现光缆到网络的传输。
2.1.3 输电线路保护 在过程层线路保护配置上，主保护为纵联差动，集中式保护装置中安置后备保护。若主接线是单断路器，需要由主保护光纤通信口对侧线路保护装置通信完成输电线路保护。对3/2主接线而言，需要根据电压和开关电路数据对线路进行保护。
2.2 数字化变电站继电保护配置优化方案
2.2.1 变电站继电保护配置常规方案 变电站继电保护配置常规方案主要是根据不同对象进行不同方式的配置，将数据采集光纤通信接口取代原有保护装置的交流插件、GOOSE光纤通信接口取代I/O接口插件，另外的母线保护和线路保护并没有在考虑范围内。这种改变单个元件的保护措施，是目前我国数字化变电站继电保护常用的方案。另外，在主变压器上安置一个MU合并单元，及时采集主变压器各侧电流和电压，并提供给电能表和主变压器差动保护。变电站继电保护常规配置方案是目前常用的方式，但由于其结构复杂、应用设备多等劣势，已经不能满足数字化变电站继电保护的发展需求。
2.2.2 变电站集成保护配置方案 随着我国科学技术的发展，变电站继电保护逐渐向智能化、自动化、数字化方向发展，使得智能一次设备和网络二次设备得到了广泛的应用，更好的实现了我国变电站设备信息共享、配置优化、相互协作等功能。数字化变电站继电保护配置进行优化过程中，必须遵循双重化原则，保护系统中应该包含主变压器、电容器、测控设备以及母线等，系统不仅可以对全网进行继电保护，还实现了测控功能。这种配置网络结构简单、应用设备相对较少，实现了信息共享。同时，强化数字化变电站继电保护测试技术建设，增强继电保护二次设备性能检测的精准性，确保全网安全稳定运行。
2.2.3 110kV保护配置方案研究 110kV是数字化变电站继电保护优化配置中重要的环节，就目前我国情况来讲，可以按对象进行配置，保留设备保护的种类与逻辑***，将传统保护装置交流量输入插件更换为数据采集光纤通信接口。这样的配置方式不仅可以满足110kV的电压规定，还可以有效利用数字化和智能化的优势，实现继电保护的最优配置。
2.2.4 35kV和10kV馈线保护配置方案 馈线作为数字化变电站继电保护装置中重要的线路，对整个继电保护系统具有较大的影响。35kV和10kV馈线设置既有相同点，又存在差异。在10kV馈线保护配置中，主要是将每条出线和电容器采用***合并单元，母线电压实现了分段单元被智能电压切换运行时的数字化切换功能。35kV馈线保护配置中，将MU合并单元安置在主变压器上，满足每条线路的需求。通常情况下，5回35kV出现和电容器合并单元共用一台交换机，以便节省一定空间和成本，实现最优保护配置。
3 结束语
目前我国大多数变电站仍然沿用传统方式进行继电保护，虽然稳妥却存在诸多问题，不仅电力工程造价高、操作复杂，在现代科学技术的冲击下，已经难以满足当今社会和电力行业的发展需求。伴随数字化技术、电子技术、智能自动化技术的发展，我国变电站继电保护逐渐向数字化、智能化方面发展，并不断优化和改进继电保护配置方案，提升电力系统运行的安全性与稳定性，以期实现数字化变电站运行的最佳效果。
参考文献：
[1]蔡兰明，朱玲玲.110kV数字化变电站继电保护配置方案[J].通讯世界，2014，02：71-73.
[2]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，2012，03：105-108.
数字化变电站篇5
【关键词】数字化变电站 继电保护 技术分析
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。但是就目前而言，数字化变电站仍处在发展、创新、完善的建设过程中，这一技术还没有完整规范的实施，而且数字化变电系统与传统意义上的数字化变电保护装置也有着根本的差别，所以对数字化变电继电保护系统的分析研究就具有十分重要的意义。
1 对数字化变电站的理解
根据数字化变电站的基本作用来讲，它主要是数字化变电站信息的收集、处理、模拟与数字间信息的转化的作用，此外还可以形成和变电系统相应的信息网络，数字化变电站的信息主要分为分层分布化、信息应用集成化、系统结构紧凑化、数据采集数字化、系统建模标准化。另一方面，相对传统变电站来说，数字化更具有自动化管理的性能；二次接线变得更加简单、测量精度变得更高，不用对信息重复输入，同时因为传统变电继电保护变成了数字化变电站继电保护，所以其电磁性能相较以前变得更加强大。
2 数字化继电保护系统的特点
2.1 数字化保护装置与传统保护装置的区别
数字化保护装置与传统保护装置在硬件上的区别在于，数字化保护装置的微处理器的构成是数字电路，它的核心单元有着不一样的接口，而传统的继电保护装置的主要单元则是通信接口、模拟量输入接口、开管量输出与输入回路、数据处理单元。
数字化继电保护装置对数据的收集主要是利用电子式互感器，这和传统继电保护有着很大的区别。数字化继电保护的主要构成为：通信接口、出口单元、光接收单元、中央处理单元、开入单元等。
2.2 数字化变电站继电保护系统接口的实现
当前，在数字化变电站继电保护中，主要是利用电子互感器对信息进行收集处理，之后，收集的信息将被通过内部光纤传送至低压端，再经合并单元转化，最终将正确的格式输出。数字化变电站继电保护装置相比传统意义上的保护装置来说具有更高的可靠性。
3 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。
4 数字化变电站继电保护技术所处的新环境
当今时代，随着科学技术的不断发展，微机化在变电站继电保护装置中越来越明显，而且计算方法科学、存储能力强、运算能力快等优点在处理器中也日趋显现。同时，数字化变电站继电保护装置还可以对大规模电路中的数字进行过滤、对数据进行收集、对模数进行转换，也避免了设备的运行受到干扰，进而可以整体上提高装置的运行效率及运行速度。并且数据的收集处理较之前相比也有了明显的改善。但是由于科学技术的飞速发展，继电保护技术也日新月异，所以这一继电保护系统也面临着许多挑战。
4.1 继电保护系统性能的提高
数字化变电站继电保护技术的提高首先需要设备一方面可以增强存储能力进而对故障实施保护，并且可以快速的测量监视电力状态的运行参数。另一方面还要优化系统自身的控制技术，比如对状态预测、神经网络、人工智能、模糊控制等控制的完善性。
4.2 提高继电保护的可靠性
如今的数字化变电站继电保护系统的可靠性不仅需要使元件不受影响，尽量降低温度、使用年限的影响，还要满足系统的优化和调试。并且可以在数字化保护系统的自检和巡检方面，利用软件对元件、软件本身、部件的各种运行状况进行检测。
5 优化数字化变电站继电保护技术
5.1 对于分布式母线的保护
系统电网中母线占据着十分重要的地位。然而传统对于母线的保护装置就存在着抗干扰性弱，二次接线繁杂、扩展性差等的问题。但是数字化对于分布式母线的保护则可以对这些问题起到很好的分散保护作用。并且传统的母线保护也无法满足对通讯数据日益变大的需求，而数字化则可以很好的解决这一难题。
5.2 对于变压器的保护
在继电保护装置中，对于变压器的保护主要是避免电路短路产生的差动，正确及时辨别励磁涌流和故障电流，对于这一问题，传统的保护极易出现转化不明确和误判情况。而数字化继电保护因其自身所具有的对电流的高保真转变、高频分量的优点可以在短时间内高准确率的对故障电流等进行分辨，并且根据检测的故障对变压器实施切实有效的保护。在传统的继电保护中，变压器保护用互感器往往因不同厂家规格的也不相同，所以就在很大程度上影响了电流的平衡，但是电子互感器的引入就很好的提高了灵敏度，降低了误差。
6 结语
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，2012，03：105-108.
[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.
作者简介
曹景然，370923199603250323，山东科技大学济南校区，电气信息系，研究方向为电气工程及其自动化。
数字化变电站篇6
关键词：数字化；变电站；继电保护；技术分析
中***分类号：TM63 文献标识码：A
0.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。
1.数字化变电站继电保护应用原理
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。
2.数字化变电站继电保护应用特点
在数字化变电站继电保护中，根据实际的应用效果来看，它的特点重点体现在具有可靠性、完整性、实时性的高质量信息，具有统一的数据模型、功能模型；在数据传输方面可以实现无缝交换，在变电站传输和处理上可以实现信息全数字化；各种设备和功能可以共享统一的信息平台，同时过程层设备智能化。
3.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。
3.1 数字化变电站继电保护硬件框架***。在实际应用中数字化变电站继电保护的硬件结构***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。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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***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***V等报文的事后分析。
结语
根据上面的综合阐述分析得知，数字化变电站继电保护在实际应用中着重体现出了它自身的优点，实现了电力系统中光纤取代电缆，电磁兼容性能优越的性能，功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入；达到了测量精度高和无饱和等状态，实现了信息传输通道的自检，管理自动化。但是随着信息技术的飞速发展，为了应对数字化变电站继电保护技术将来有序发展、并满足应用需求，保持一定的先进性、继承性、科学性等，电力系统中这一核心技术还需要进行深入研究，以便满足各种生产、生活需要。
数字化变电站篇7
【关键词】数字化变电站；继电保护；过程层网络；适应性
数字化变电站作为智能电网建设的重要构成成分，影响和变革了变电站的自动化运行和管理，具有巨大的经济与技术价值。在数字化变电站中，继电保护技术的快速发展得益于采用电子式互感器及二次回路的网络通信。电子式互感器的采用可以有效解决继电保护技术长期存在的问题，主要原因在于其具有安全性高、动态范围大、测量精度高、频率响应范围宽等特点[1]。通信网络技术在数字化变电站中应用，有利于实现变电站过程层网络化，达到信息共享目的。
1、过程层组网方案
数字化变电站过程层组网络多采用以太网星型拓扑结构，以保证其安全稳定性，但星型拓扑结构要求网络交换机具有很高的可靠性，否则网络交换机发生故障后，会导致部分乃至全网的工作受到严重影响。因此，对于电压等级不少于220kV的数字化变电站，将双网冗余配置应用于过程层通信网络中，在物理连接上该双网完全***，双网中均分别配置了双套的过程层网络中的合并、保护与智能操作单元等IED设备，有效提高了过程层通信网络通信的可靠性[2]。与此同时，为避免由于网络原因使得站内一次设备失去保护，必须提高监控网络异常状况的水平，以便及时发现和解决网络异常情况。
在数字化变电站过程层和间隔层传送过程中，传送了采样值和变电站事件报文等数据类型，这些数据类型均要求很高的实时性，其中变电站事件报文面向通用对象，其信息流量不确定，但若系统进行相应操作和出现短路情况，则会突然增加变电站事件报文的信息量。采用虚拟局域网划分、组播注册协议等技术合理构建过程层网络，有利于网络性能的提高。实行优先级分类方式对对各种信息流进行分类，可以保证优先传送实时性要求高的信息流。
2、继电保护对电子式互感器和通信网络的适应性分析
2.1过程层网络和电子式互感器对保护动作实时性的影响
实验表明，在环境相同的情况下，采用过程层组网方式的数字化变电站保护动作时间明显长于传统保护装置的变电站动作时间。导致延时及增大数字化保护动作出口的原因主要有网络延时、电子式互感器处理延时及保护装置因采样值延时等，根据这些原因可采取相应措施，有效减少保护出口的动作时间。
2.2继电保护处理电子式互感器数据异常的措施
采样数据畸变可由电子式互感器硬件故障、互感器电子器件受外界干扰等因素引起，所以，当传送的数据因电子式互感器异常发生畸变时，保护装置应对该异常情况进行判断，且在数据畸变持续的一定时间内避免出现误动。对于采样数据的畸变情况，可以采取改进保护故障判别算法、入网检测电子式互感器、提高电子式互感器的稳定性等措施，除此之外，采样数据畸变的解决措施还包括：（1）基尔霍夫电流定律表明，同一节点的电流流入与流出的矢量和是零。因此，保护装置可在过程层采样值组网的条件下，对过程层数据共享的优势加以利用，并对同一节点的相应电流进行采集和相关计算，有效监控电子式电流互感器的电流采集。（2）在电子式互感器中，传感元件及数据采集系统的测量和保护相互***，而用于保护和测量的采样值包括在合并单元发送的每帧数据当中，所以采用的保护算法可通过对比引入的测量数据与保护数据，有效的监控接收到的采样数据，若数据只有一个畸变，则不需启动相关的保护。（3）可通过两路***的数据采集系统对保护电子式互感器的传感元件进行采集，这两路采集系统在同一合并单元中输出接入，发送至保护装置，并由保护装置将数据应用于启动及动作判断的逻辑运算上，对比两路数据的一致性，有效实现对数据采集的监控。
2.3数字化变电站继电保护及电子式互感器的采样同步问题
数据采样传输延时增大受所采用的数字化变电站电子式互感器与网络相关设备的影响，而不同厂家的电子式互感器、网络接口与合并单元等具有差异的环节处理技术，也可使得数据传送的时序特性形成差异，以致采样造成不同程度的延时。所以，同步处理数字化变电站采样数据，有利于实现该变电站间隔层和过程层数据的同步，对因传输延时与时钟同步差异带来的影响进行消除，且利于辨别准确采样数据的时间。数字化变电站采样数据可通过几种方式进行同步处理：（1）在电子式互感器中，同步处理采样数据的方式有合并单元插值计算，该方式也可对保护装置接收到的对应数据进行处理。（2）站内统一时钟法。在采用该种方法的情况下，统一配置变电站内的外部时钟源，即GPS、北斗、伽利略卫星等同步卫星时钟信号，而高精度电子钟的采用在一定程度上可加强外部时钟源的可靠性，如铷钟、铯钟等。外部时钟源可作为电子式互感器数据采集的同步源。
3、数字化变电站继电保护动态模拟测试方案
保护动作的可靠性、选择性、灵敏性及快速性是数字化保护测试的主要指标，在变电站内，由于同时应用多间隔、多类型的电子式互感器，使得相应的保护适应性有了新需求。与此同时，为有效加强电子式互感器与过程层网络各种异常情况的适应性，数字化保护装置的可靠性产生了更多的闭锁机制。所以，为保证保护装置工作的可靠，应对出现的闭锁机制实施相应且具有合理性的数字化保护测试，尽可能增加有效保护的时间。
根据数字化变电站电子式互感器和网络化的特点，实施具有针对性的数字化变电站继电保护动态模拟测试，可以确保数字化保护可靠的运行于网络系统中，该测试是系统级的网络化测试。在数字化变电站系统中，实施数字化变电站继电保护动态模拟测试可对该系统的整体功能及性能指标进行考核，判断其是否符合设计标准和实践要求。在特定的电网环境中，该测试方式也可对数字化保护的应用性能进行有效测试。该测试的方法主要包括：（1）模拟测试各种电气故障。（2）模拟测试电子式互感器和通信网络可能出现的异常。（3）模拟数字化变电站典型的系统和组网模式。（4）对特定电网系统，根据其实际情况进行数字化变电站系统的模拟。
4、结语
现阶段，在数字化变电站中，其建设已从理论研究转向了工程化的实施，根据变电站实际情况选用的过程层组网技术也逐渐成熟，有效地提高了系统的可靠性，对设备的运行维护成本起到降低作用。当前数字化变电站的继电保护必须首先解决的问题是过程层网络结构的合理性、多间隔电子式互感器间的同步、数据传送的实时性等，因此应深入研究电子式互感器在继电保护中的有效应用，促进继电保护技术的发展，加强数字化变电站的继电保护适应性。
参考文献
数字化变电站篇8
关键词： 数字化变电站 继电保护技术
中***分类号： TM774 文献标识码： A 文章编号：
1 数字化变电站
对于数字变电站来说，变电站的信息的输入、收集、输出及其编码处理由模拟信息转变成数字信息，，实现变电站的信息传递，有助于提高电网的性能，实现通讯技术的优化管理。除此之外还能够形成与之相对应的信息网络。数字化变电站的主要特点有六个方面：
要完善数据处理的能力，实现数字化。
过程层设备智能化。
统一的信息模型：数据模型、功能模型。
统一的通信协议：数据无缝交换。
高质量信息：可靠性、完整性、实时性。
硬件功能要进一步完善信息的共享性。
2数字化变电站中继电保护技术应用
2.1动态仿真系统在数字化变电站的应用
在智能电网建设的主要内容中，它要求数字化变电要具备一定的自动化、数字化、信息化、人性化的特性。而目前我国国内正在运行中的数字化变电站，其继电保护技术中的二次设备并不存在一个完善的检查与检测方法，对于数字化变电站来说，这远远落后于数字化设备的发展。动态仿真系统在数字化变电站的应用，不仅能够对故障的发生以及操作演练或者是数字化变电站的运行方法有一个仿真模拟的前提，这就能够对包括继电保护设备、故障录波设备、自动测控系统、智能仪表等在内的二次设备发送模拟信号，从而实现对母线、线路、变压器的监控与保护。不仅如此，动态仿真系统在数字化变电站的应用还能够对设备的性能以及系统的性能有一个客观的评价。
2.2非传统的互感器技术与智能型开关单元
传统继电保护装置中的CT与PT已经被数字化继电保护装置中功率小、效果好的互感器所取代，这种新型的互感器能够把大电流或者是高电压转变成数字形式的信息，并通过高速以太网来进行数据处理以及输出。除此之外，其断路器的二次系统是在新型传感器、微机、电力电子技术的基础上所设立，因此，同样也能够利用光纤网络将控制与保护的指令直接传达到它所操作的数字化接口。非传统的互感器技术与智能型开关单元的应用在一定程度上提高了变电站的安全指数与可靠指数。
3 数字化变电站继电保护管理
数字化变电站在二次设备组态上发生了一系列变化，因此现有的配电网继电保护的检修管理、专业管理界限、运行管理以及安全问题上都会随之发生一定的转变。
3.1 运行管理方面的转变
在运行管理上主要在以下几点发生了变化：第一，数字化变电站二次系统能够全面监视信息的传输、电气量的采集以及跳合闸控制命令的实现等各项内容，因此当前专业巡视的内容应该将侧重点放于运行中的维护，例如，清灰、状态核对以及铭牌核对等；第二，在数字化变电站下，电子式通信设备大量运用于其中，从而有效实现了继电保护动作的准确率，因此在巡视过程中应该将巡视对象调整为检测各个通信设备的完好性；第三，继电保护专业巡视以往都是一年四次，数字化变电站在设备故障自我检测报警能力方面很强，所以巡视周期可以适当调整从而减少巡视维护的人工量。
3.2检修管理方面的转变
在检修管理上数字化变电站也发生了转变，首先，常规的模拟量输出校验仪已经不能满足检修需要，因此要采用新型的校验设备。新型的数字化校验仪有着体积小、试验线接线简单、绝缘要求和功率要求低以及无A/D转换过程等优点，最重要的是它无需模拟量输出从而为质检员工的安全提供了保障。其次，数字化变电站因为二次设置装置的结构有了很大的变化，所以保护设备和回路验收项目及标准都会随之发生根本性变化：第一，回路接线进一步简单化，从而减少了工作量与现场调试项目；第二，智能新断路器不仅可以有效减少大量的二次电缆，与此同时还可以进一步避免因直流系统降压而造成的断路器举动这一现象的发生。另外，现场对断路器部分的试验标准与要求可以结合实际情况给予适当的调整。
4数字化继电保护系统性能的优化
传统的电流互感器在针对电流保护及其饱和方面，尤其是在超过限定动作时间内的过电流保护方面的效果不明显。在过电流的保护方面，传统保护系统中的互感器会因为二次电流而改变，导致保护工作的选择出现误差。再加上传统保护系统的结构过于简单，并受其饱和度的影响，也会使保护工作出现失误。然而数字化继电保护系统，电子式电流互感器的应用，其无饱和的优势，在根本上排除了误判的可能，很大程度的提升保护的性能。在数字化变电站中，其保护系统及其元件都增添了监视以及自检功能，进一步增强系统的可靠性。另外，数字继电保护系统中的电子式互感器具备了一定的优势，能够对保护原理中的不足之处做出新的判断，新的依据。
4.1变压器保护
对于变压器的差动工作保护来说，工作的中重点在于能够正确辨别故障电流与励磁涌流以及防治在电路短路时所产生的不平衡电流而引起的差动，这两方面。由于在励磁涌流内，非周期分量的比重较大，且电磁式的电流互感器对非周期分量的转化不够明确，以及出现保护误判现象。数字化继电保护系统中高频分量以及高保真传变直流的优点，能够正确辨别励磁涌流在正常电流通过与出现故障时非周期分量的差别，并根据这一差别来重新判断与区分故障电流与励磁涌流，进而保证变压器的差动保护不受影响。在传统的继电保护系统中，由于变压器周围的各个互感器其暂态特性之间的误差不尽相同，从而影响了变压器的差动保护的平衡电流，常规的解决方法主要是利用增加动作的整定制来预防误判，但是会对匝间短路时保护工作的展开造成一定的影响。但电子式互感器的使用，能够保证其四周暂态电流的一致性，提高匝间短路的敏捷度，增加变压器差动保护工作的效率。
4.2分布式母线保护
在电力系统中，母线占有一个十分重要的地位。但是传统模式上的母线保护装置存在着扩展性能不强、二次接线繁杂、抗干扰性不强等的问题，而数字化继电保护系统中的分布式母线保护能够具备一定的分散处理功能。但对于传统变电站来说，基本上无法满足分布式母线保护数据通信量的大、数据实时性高等的要求，而数字化变电站却不同，其本身的网络技术就能解决这个问题。
4.3 输电线路保护
长期以来影响纵差保护判断失误的原因主要是互感器的饱和问题。然而对于数字化变电站中的纵差保护来说，所使用的电子式互感器却不存在饱和的问题，从而提高了选相元件、距离阻抗元件、起动元件的保护性能，有利于变电站工作的展开。有研究显示，传统保护系统中的电流互感器与数字化继电保护系统中的电子式电流互感器，其差动保护的效果不如电子式互感器显著，可以说电子式互感器在差动保护灵敏度这一方面相较于传统的互感器有着明显的差距。
结束语
现在的变电站统中，需要进一步改善数字化的技术，以便于形成对继电保护、配电能等方面的完善，实现电力的设施保护，有助于改善相关的变电站能力，实现相关的变电站内容整合，促进新技术的发展，进一步改善相关的模式提升，突破传统观念，对于数字化的变电站来说，二次技术***的帷幕为了应对未来的技术发展、应用需求、先进性、经济性、继承性，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来实现。
参考文献：
数字化变电站篇9
关键词：数字化变电站；自动化技术；应用
所谓的数字化变电站即为在IEC61850标准平台的基础上，利用智能化一次设备与网络化二次设备分层共同构建而成的，能够有效实现智能电气设备之间的智能化与程序化操作以及信息共享的一种现代化变电站[1]。其有效弥补了传统电缆不能准确排查故障的缺陷，可以有效实现二次设备分层的网络化以及开关设备与互感器的智能化。
1 数字变电站的特点
1.1 一次设备的智能化
变电站被控制的操作驱动回路以及被检测的信息回路主要采取了光电技术以及微处理器设计，从而使得常规的机电式继电器与控制回路结构变得更加简单、易于操作。同时其也改变了传统的导线连接方式，而是采用数字公共信号网络与数字程控器，这样就会大大提升连接的可靠性与稳定性。在数字化变电站的二次回路中，信息传输的工具也由原来的电缆而被替换成光纤，其主要是由微处理器系统、电光元件、光纤系统与光学元件组建而成。信号传输的载体也由原来的电子而被替换为光子。而且由可编程序器替换了原来的继电器及与其逻辑回路。由光电数字替换了原来的强电模拟信号。
1.2 二次设备的网络化
数字化变电站的二次设备主要包括故障录波装置、测量控制装置、同期操作装置以及继电保护装置等等。这些设备都利用模块化以及标准化的微处理器设计构造而成的。各个设备之间都是选用高速度的网络通信连接起来，这样就能够利用网络实现资源与数据的共享，在此状态下，传统的功能装置也转变为逻辑的功能模块。
1.3 变电站运行管理自动化系统
此系统主要包含分流交换以及数据信息分层自动化，电力生产运行状态以及数据的记录与统计。在数字化变电站运行的过程中，一但出现故障问题，那么就可以立即输出故障的分析报告，详细地指出故障发生的原因及具体的处理意见。
而且此系统还可以将电站的设备检修报告自动地提供出来，从而实时地对设备状态进行检修，这样可以有效弥补“定期检修”的弊端，进而为管理阶层提供更加准确、综合与详细的数据，帮助其更加及时、有效地作出决策。
2 数字化变电站的结构
在通常状况下，变电站自动化系统在结构上主要分为逻辑结构与物理结构两种。物理结构主要包含智能化的一次设备以及网络化的二次设备。逻辑结构主要包含过程层、间隔层以及站控层三部分[2]。各部分内部及各部分之间均选用高速网络通信的方式，主要由占站级总线以及过程总线连接。
2.1 过程层
此层次主要有三个功能：功能一：检测电力运行过程中的电流、谐波分量、电压与相位等实时电气量。而电能量与有功等电气量主要是由间隔层设备完成计算操作；功能二：***统计以及检测运行设备的状态参数，主要负责向上级报送机械特性、设备的工作状、温度以及压力等等参数；功能三：执行以及驱动操作控制。主要负责控制断路器及隔离开关的分合、控制直流电源的充放电等等。
2.2 间隔层
此层次主要包括故障录波系统、保护测控系统与其他IED设备等等。其主要负责控制与保护一次设备、优先地控制数据采集、控制命令的发出与统计运算等操作，可以对本间隔过程层的实时数据信息给予合理有效地汇总，并且还具有承上启下的通信功能等等。
2.3 站控层
此层次可以利用两集高速网络，实现对全站实时数据信息的汇总，从而实现对实时数据库的及时刷新。并且能够根据相关的规定，登陆到历史数据库中，向控制或者调度中心传输相关的数据信息，同时能够将中心的控制命令传递到过程层以及间隔层。而且能够***维护过程层以及间隔层的各项设备，可以对设备参数的各项功能进行***修改以及组态。此外，其还可对站内当地的情况进行实时监控，并且具有人机联系的功能。
3 数字化变电站自动化技术应用中的问题
尽管数字化变电站自动化技术具有多种功能，其能够有效实现信息资源的共享，大大提升测量的准确度，提升设备运行的稳定性以及可靠性，但是其也存在一定的问题，这也导致其全部功能无法得以充分发挥。
首先，在变电站自动化技术的研发与应用过程中还会存在协调力度不够、统一力度不强的问题。如在智能化电器的研究与开发过程中，必须要全面、有效地协调电、机以及光三者之间的关系。但是，目前我国在此方面做的还不够完善，仍旧存在协调力度不够的现象；其次，材料器件还不够完善。不能科学有效地试验兼容控制以及电磁干扰，而且对于试验仪器设备以及检测标准与手段还缺乏统一明确的标准。对于这些缺陷，都是在数字化变电站自动化技术应用中必须引起重视，并且要采取有效措施给予合理解决的。
4 结语
总而言之，数字化变电站自动化系统的出现，有效优化了电网运行方式，促进了自动化技术的广泛应用，大大提升了设备的稳定性以及可靠性。在未来，数字化变电站技术的发展应该是利用智能变压器以及光电式互感器等数字化一次设备，再借助其他智能电子设备，再通过合理地改良与创新，努力创建出一种智能变电站自动化系统，从而有效实现系统集成以及信息共享，并且实现变电站站内各个层次之间的无缝通信，进而保证变电站安全、稳定地运行。
参考文献：
[1]刘伟，郑伟洪.变电站自动化系统的数字化趋势[J].天津电力技术，2011，12（04）：03-04.
数字化变电站篇10
关键词：数字化变电站；继电保护；配置
中***分类号：F40 文献标识码：A
1 数字化变电站关键技术的实际运用
1.1 信息通信网络
当前通信技术采用高科技通信载体替换常用的电缆，借助分层组网方式令变电站在结构层次关系上更加简明，令二次系统的实际操作十分便捷。变电站采用的二次设备几乎都源自标准化以及模块化的微处理器进行设计和制造，使用网络通信实现设备对接，满足数据及资源共享的要求。借助网络通信技术可以完成跨变电站、自动调整控制以及区域电网的实时保护。
1.2 自动化运行
这项技术具体包括：电力系统进行生产的实际运行数据、分流转换以及控制的自动化、记录实时状态无纸化以及数据信息的分层化。变电站的自动化控制体系能够令变电站在设备出现故障时，第一时间给出故障检查报告，同时给出解决故障的具体建议和办法。具有智能设计的一次设备都拥有自我检测的功能，一旦检测到系统存在运行缺陷时就会第一时间报警，同时自动打印出变电站相关运行设备的检测报告，能够随时分析电气设备的具体信息，并自主的实施高级功能。现代的高压断路器二次系统是借助微处理机、现代传感器以及电子技术共同设计构建的。
2 数字化变电站保护设置具体方案
数字化变电站保护通常采用基本保护和系统保护。基本保护根据保护对象配置保护措施，例如：针对电力传输线路的保护、针对母线安全的保护、针对主变压器的保护以及针对各主要开关的保护。把过去保护装置里面的输入插件更换为数据采集光纤接口，I/O的接口插件更换成GOOSE的光纤接口，同时还把针对CPU插件的检测量转为通信接口。把操作插件转到智能操作箱来，不过保持一些完成开入压板的投退，完成开出压板的投退，这与使用旧互感器时的基本工作原理一致。
系统保护的配置方案必须使用双重化的配置原理，各套单独的系统保护装置均可以实现对整个站所有设备的保护，同时还能实现个别设备的继电保护等要求，还具有测控的作用。每套保护系统均包含有：主变压器、传输线路与母线的保护以及测控功能，从原理上来讲，两套系统并没有区别，彼此都可以为对方的备用，也可以***完成保护功能。
和基础保护配置对比，系统保护配置能够同时保护许多对象以及电子组件，把设备信息进行整合共享，所需的设备数量不多，运行的网络设计结构也不复杂，不过现在这方面的实际应用经验还很少。
新型的变电站，使用了分布式的电子互感器与合并单元的数据采集模式进行，数据借助网络传达至保护设备，将统一又准确的时钟定为系统的标准时钟，同时借助精准的对时技术，令每个数据采集单元的时钟、每个保护装置的时钟保持同步，进而完成同步的数据采集以及各保护彼此间信息的互换。
运行过程中，南方电网目前碰到了不少问题，比如：对于保护定值的设定，在IEC61850里就只是部分常见意义的非重要信息，但是对很多定值的具体条目都未进行设定；仅仅设定了保护“动作”、“起动”，除此之外许多代表保护组件的行为信号均未进行约定；基本的“告知”等相关信息，像保护自检这些在IEC61850里并未进行约定；目前的某些特殊需求，例如：三相不一致的保护配置就暂时还未有逻辑节点能够对应使用。
被众多保护厂家积极使用的IEC61850提倡是面向对象的设计理念以及嵌套式的建模思想，这样大大提高了系统建模的灵活性。不过这种灵活性，对于真正的用户来说，还需要解决该灵活性应该怎样实现测试以及统一的问题。
出于防止任意设置模型模板的名称以及规则，任意拓展模型以及模板发生重合现象的考虑，必须建立一套完整有效的拓展原则。为此，行业内推出了GOOSE配置原则，统一的GOOSE的解决方案；建立保护GOOSE的软压板原则，整合了GOOSE的实现方式及故障处理；设定了保护定值的具体排号原则，统一了保护定值的具体排序原则。此外，光CT、光P，r的采用，信息传输可靠性以及安全性，设计标准与原则的统一，相关工作人员的专业知识培训，变电站的日常以及故障管理，都需要深入的再研究。
3 数字化变电站及其组件的技术升级特征
（1）统一的硬件平台，所有厂家的任何保护均能够使用统一的硬件平台，该平台的实际要求和具体的保护间并没有直接关系，我们既可以完成保护要求也不需要对硬件平台做任何改动，借助配置文件就能够轻松转换保护的具体类型。现在不少厂家都使用了统一的硬件平台，不过存在很多问题，例如硬件未能实现有序的更换；进行更换的时候必须改变部分硬件，即使能够改变，但是参数配置过于复杂导致无操作性。这里需要考虑是否可以进行一键替换，如果能够顺利实施，不仅能降低维护人员工作强度，还能同时减低他们的工作难度。（2）随着IEC61850的实施，继电保护也出现不小改变，工作者需要考虑的是怎样在新系统的框架下完成传统的继电保护功能，使其处于稳定状态。使用数字CT、PT，可以为继电保护带来巨大转变，那么保护方案要如何去配合现代通信结构，保护信号交换如何才可以实现分布式保护的目标等问题，必须得到足够重视。（3）最近WAMS系统应用越来越广泛，这是技术进步的证明，此外还提出了广域保护的新概念。针对时间同步能力的相关模拟，肯定会成为关键部分。将时间同步技术作为关键环节的广域测量与保护技术会越来越多的被应用在维护系统的稳定方面。（4）当前，针对低压线路的保护达到控制合一及实时保护的状态，由于61850的应用以及进步，保护和自动化功能将更加深入的融合，控制功能和保护也将紧密接合。虽然能够从逻辑的层面对其进行区别，不过物理层面如果在同一系统里出现，就很难识别。基于这种情况，其他功能会否对具体的保护功能产生影响也需要我们的研究。
结语
我们只有真正理解了数字化变电站以及继电保护装置的配置方案，并且熟悉继电保护在实际运行中可能出现的问题，才可以第一时间发现并顺利解决变电站出现的故障，从而确保变电站系统的安全性以及稳定性。
参考文献