【摘 要】近年来，随着变电站的增加，对变电站数字继电保护进行优化配置，是当今社会发展的要求，也是变电站发展的趋势。本文主要介绍了数字化变电站继电保护的组成、适应性和动态模拟方案，并通过实例对继电保护进行了简要的分析。
【关键词】数字变电站；继电保护；适应性
由于系统内采用了数字化传输及处理技术，相比于传统变电站其可靠性大大提高。在了解数字化变电站继电保护机构发生的革新后，才能根据实际情况进行适应性分析以及动态测试分析，只有这样其适应性分析才有可供参考的价值。
1 数字化变电站的继电保护
1.1 保护装置可靠性
在变电站系统中，其继电保护装置是极为重要的一部分。由于继电保护可靠性要求较高，对于继电保护的元件可靠性要求也在改变，其可靠性将会影响整个变电站继电保护的适应性。根据有关统计，得到其元件可靠性见表1。
表1 继电保护的元件可靠性
从表中可看出，整个系统中的各个部分的可靠性情况令人满意，其中互感器及传输介质可靠性高达99.99%，可以相信，由于系统中元件可靠性接近完美，系统将又投入使用的可能。
传统微机保护装置的数字电路一般是以微处理器为中心，对于信息都是采用的模拟信号，在系统中还需模拟量输入变换模块，其在转换时会产生误差，将对保护装置可靠性造成影响。其基本结构图如图1所示。
图1 传统微机保护装置结构图
而与之不同的是，由于数字化变电站的信息采用的数字信号，所以将传统系统中的模拟量输入变换模块换为了光收发模块。而光收发模块将采集的光信号转变为电信号，其相对于传统的模拟信号有着天然的优势，主要是在数据传输和处理中有着极大的优势。由于新系统的优势，微处理器对数据的处理更加直接及高效，这样就减少了信息在转化及处理过程中的误差，提高系统可靠性。革新后的保护装置系统结构如图2所示。
图2 革新后的保护装置系统结构图
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 继电保护对电子式互感器适应性
当前在数字化变电站中采用的电子互感器类型不同，其原理也就不同，这就给不同类型的互感器的混合使用造成影响，其配合使用可能会产生数据差异。而差异主要表现在两个方面：首先是测量延时差异，由于不同类型的电流互感器的测量标准不同，在实际使用过程中也会造成测量数据的时间误差，这就是测量延时差异。为了解决延时差异问题，保证不同设备能够配合使用，就需要在工作前对不同设备进行严格测量，在实际工作中将延时补偿考虑到数据处理过程中，可对该问题进行解决。
其次是量程差异，由于不同互感器的量程不同，就会在工作中出现某设备处于安全量程中而其他设备的测量数据超过量程的情况。由于测量数据超过量程时，测量的数据极不准确，为避免这种情况就需要对设备的型号进行统一，尽量选择同一型号的设备能够最大可能的避免该问题。
2.2 继电保护对过程层网络适应性
与传统变电站影响因素不同，数字化变电站继电保护的影响因素也不同。其影响因素除上面已谈到的互感器的适应性以外，还有过程网络影响因素。由于这些影响因素，继电保护动作就会不及时，为解决这个问题，就必须对造成延时的因素进行改善。
2.2.1 网络延时
针对网络延时问题，需要针对过程层网络进行结构改善，提高网络内对设施的利用率，提高信息传递效率；其次进行设备升级，提高信息传递速率。针对过程层网络进行优化改善，努力减少网络延时的现象。
2.2.2 保护装置采样延时
由于测量装置对于采样数据有延时现象，针对该问题更多地是进行软件优化。对测量装置采样算法进行改进，同步采样频率与发送数据的频率，减少频率不一致造成的数据采样延时问题。
2.3 数字化变电站继电保护及电子式互感器采样同步问题
2.3.1 站内统一钟法
由于延时问题较多发生的原因是各个设备对计时的不统一造成的延时，针对该问题，最有效的解决方案就是统一计时方法，这样就能解决不同型号设备的协同工作，以及系统内设备的统一工作。
2.3.2 树立同步标准
针对系统内数据延时，可以将保护装置作为同步标准，电子互感器等其他设备已保护装置为同步标准，利用软件改进进行系统内统一，解决数据同步问题。
3 数字化变电站继电保护动态模拟测试方案
随着数字化变电站内设备可靠性达到要求，对于继电保护适应性问题就更多的取决于系统内设备的同步工作。在上面已经讨论了影响系统内数据同步问题的因素，为更大的发挥各个设备的协调性，就需对继电保护进行动态模拟测试，保证模拟测试的针对性，以发挥模拟测试的作用。数字化保护动态模拟测试应既可用于测试评估数字化保护的应用性能，也可用于考核数字化保护在数字化变电站系统中的整体功能及性能指标，数字化保护测试方法至少应涵盖如下内容：
4 继电保护应用分析
对于继电保护应用而言，需要重点关注 GOOSE连线的功能，连线方式应尽量选择硬电缆接线方式，在完成数字信号的采集之后，利用数据包向外予以传输。而就接收方而言，只是对其中部分信号进行接收，所以在配置 GOOSE 连线功能的过程中，接收方必须要首先添加内部信号及外部信号，需要强调的是同一外部信号没有办法同时连接两个内部信号，反之，也是如此，同一内部信号没有办法同时连接两个外部信号。能够通过日志窗口对详细记录进行查看，以便顺利添加内部信号。
结合实际工作经验，接下来结合智能变电站的实际案例，详细研究其继电保护调试方法。打算对某 220kV 线路保护装置开展入量通道测试工作，在异常状况的检查过程中选择了智能化继电保护校验仪，在检查线路保护情况之后，发现保护装置内部无必要的开入信息。笔者全面和详细的分析了问题原因，第一步是检查了校验仪的 61850 配置，经过数次严格校验后，判断配置不存在问题；第二步是检查了光网口灯的状态，发现指示灯处于持续闪烁的正常状态，从而排除了硬件口的数据信息传输问题；第三步是对模型文件的配置进行了检查，找到母差文件并打开，浏览检查对应的数据集。
在找到线路 2 出口节点之后，对模型文件进行打开检查，终于发现母差文件同 External signal IEDname 和 External Reference IED name 有着极高的一致性，对母差文件内容进行了仔细查看，查明模型出口处存在两个相同的跳闸数据集，分别为 dscGOOSE 以及 dsc GOOSE1，从而得出 GOOSE 开入异常是由于名称不一致所导致的结论。在找到原因之后，认真的翻阅了设备说明书，发现该种设备保护装置有着较为特殊的要求，不仅需要仔细校对GOOSE 基本参数，还需要仔细判别数据集名，一旦数据集名存在异常状况，就会导致开入闭锁进而没有办法进行正常显示。
表2 母差GOOSE发送数据集
5 结束语
当前，由于在技术上的突破，其继电保护适应性得到改善，在实际应用中也发挥出一定的效益，这就给数字化变电站的实际应用打下基础。但是在技术改善的同时，当前还存在着一些问题，相信随着技术的不断革新，问题能够得到解决，数字化变电站能够发挥更大的作用，在不久的未来，将发挥巨大的经济及社会效益。
参考文献：
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