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数字化变电站对继保的影响 数字化变电站对继电保护的影响 摘要：数字化变电站是变电站自动化发展的方向。数字变电站中新技术的引入必然会给继电保护带来深刻的影响。本文从数字化变电站引入的非常规互感器，IEC61850通信规约及智能断路器等新技术入手，对比新老技术之间的差异并分析其对继电保护配置，实现原理等方面的影响。 关键词：数字化变电站；非常规互感器：IEC61850；智能断路器；继电保护 0． 引言 随着计算机技术，网络通信技术的飞速发展和相关标准规范的不断完善，数字化变电站技术将逐步取代传统的变电站自动化技术得到广泛的应用。数字化变电站以变电站一次系统、二次系统为数字化对象，对物理设备、数字化信息进行统一建模、 统一数据源，并通过标准化的网络通信平台来实现信息共享、互操作，从而达到安全、稳定、可靠、经济运行的目标。基于统一建模、统一数据源思想的数字化变电站成功地解决了传统变电站在互操作、互感器传变以及饱和等方面存在的问题，同时也给变电站二次保护设备、整个电网的运行控制提供了更大的发展空间和灵活性。 数字化变电站的主要技术特征表现在一次设备的数字化及对IEC61850通信规约的引入。本文尝试从非常规互感器，IEC61850通信规约及智能断路器三方面入手，分析其对继电保护的影响。 1． 非常规互感器及其对继保的影响 按照实现原理的不同，非常规互感器可以分为电子式互感器和光电式互感器。 电子式互感器是利用罗科夫斯基线圈原理实现。在高压侧有电子电路构成的电子模块，电子模块采集线圈的输出信号，经滤波，积分变换及A/D转换后变为数字信号，通过电光转换电路将数字信号变为光信号，然后通过光纤将数字信号送至二次侧供继电保护和电能计量等设备用。电子式互 感器高压侧的电子模块需要工作电源，所以电子式互感器也称作有源式互感器。 光电式互感器是主要利用法拉第磁光效应和塞格奈克效应感应被测信号， 其中常用的法拉第效应的原理是线性偏振光通过磁场中的介质 （光玻璃等）时，偏振的方向发生旋转，只要测量出法拉第旋转角，就可求出磁场强度，进而得出磁场电流的大小。 光电电压互感器利用普克尔效应和逆压电效应感应被测信号，较常用的是普克尔效应。 总的来说，无论是什么原理实现的，最终非常规互感器实现了直接输出数字信号的目的。于常规互感器对 比，非常规互感器具有如下一系列优点： （1） 高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能。 （2） 不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。 （3） 抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险。 （4） 动态范围大，测量精度高。 （5） 频率响应范围宽。 （6） 没有因充油而潜在的易燃 易爆炸等危险。 （7） 体积小，重量轻。 非常规互感器的这些优点对继保影响最大的就是其良好的传变特性和他的动态响应特性。 A）对差动保护的影响： 在差动保护中，其不正确动作很大 程度上与常规互感器的饱和特性有关，在外部短路故障过程中，由于一次电流非周期分量的存在，使差动保护各侧互感器造成严重的非线性饱和特性不一致，使差动保护不平衡电流增大，其大小取决于互感器铁芯是否饱和及饱和的程度。当短路电流很大的时候会引起互感器的铁芯严重饱和，不平衡电流可能达到很大的值。差动保护为了保证选择性，在整定参数时就必须躲过最大不平衡电流。但是这样会降低内部故障保护动作的灵敏性，甚至引起保护的据动。 非常规互感器首先不存在磁饱和问题。因为非常规互感器一般不用铁芯做磁耦合，所以就不存在磁饱和及磁谐振问题。也就不存在磁饱和特性不一致引起的不平和电流。其次，非常规互感器输出的是数字信号，就消除了因为互感器型号不同传变特性不同造成的不平衡电流。再次，因为非常规互感器输出为数字信号是由光纤传输的，就消除了传输误差进一步减小不平衡电流。因此不需要常规差动保护的多折线特性。可以简化实现原理，则加动作区，减少制动区，提高动作灵敏度。 由于非常规互感器有着非常宽的频率响应范围，可以测出高压电力线上的谐波，还可进行电网电流暂态，高频大电流于直流的测量。这样，非常规互感器就可以稳定精确获取常规互感器无法获得高频谐波，直流分量等暂态量。这些暂态量包含有比工频量多的多的故障信息。利用这些暂态量可以更加准确，快速的判断故障并动作。非常规互感器给暂态量差动保护提供了实现的基础。 B）对变压器保护的影响： （1）对励磁涌流的判断 在变压器差动保护中正确区分励磁涌流和故障电流是关键所在。励磁涌流中含有较大成分的非周期分量，而电磁式互感器不能有效传变周期分量，从而是二次侧电流所表现的励磁涌流特性有所变化，可能造成保护的误判。目前变压器差动保护都是采用工频分量法，将直流分量和高频分量滤掉。利用光电型互感器能高保真的