智能變電站繼電保護配置的展望和探討

王小宇

摘 要：隨著國家電網公司提出建設“具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網”的發展目標，智能變電站作為智能電網的基礎與核心部分，其良好的發展建設與堅強智能電網的總體目標實現有著緊密的聯系。而繼電保護裝置作為變電站電力系統中所不可或缺的重要組成部分，在確保電力系統安全運行、保證電能質量以及避免故障的再擴大和事故發生等各個方面都起著至關重要的作用。文章結合實際工作經驗，從智能變電站繼電保護技術規范和配置方案出發，并就智能變電站繼電保護配置的未來發展進行了展望。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；配置；展望

隨著智能變電站繼電保護技術的進一步優化與發展，不僅降低了運行檢修人員的勞動強度，而且極大的提高了整個電網的安全性與穩定性，對當前堅強智能電網的建設也起到了重要的促進與推動作用。

1 智能變電站繼電保護技術規范

國家電網公司于2010年4月頒布了《智能變電站繼電保護技術規范》，其主要目的是為了徹底貫徹與落實建設堅強智能電網的總發展戰略，并對智能變電站的繼電保護技術的應用起到一定的規范與促進。在該技術規范中就當前我國智能變電站建設中的特點，重點對繼電保護技術要求、配置原則、信息交互等各方面進行了系統的規范，并主要適用于110KV及以上等級的改擴建或者新建智能變電站繼電保護配置的應用。

繼電保護配置在功能上的實現，應將其作為一個完整的體系，并通過一次設備、保護裝置、二次回路以及通道之間的相互協調與配合，以發揮出變電站繼電保護的整體功能。在變電站繼電保護和站控層之間的信息交互采用IEC61850標準，跳合閘與聯閉鎖信息命令則采用GOOSE機制或電纜直接傳輸，數據信息的采集則可通過電子互感器或者傳統互感器得以實現。

在該技術規范的附錄部分，還分別就110KV變電站的單母分段接線形式、220KV及以上等級變電的雙母線接線形式、以及500KV變電站的3/2接線形式中的繼電保護具體實施方案，作出詳細、明確的說明與圖例介紹，以加強了當前智能變電站繼電保護技術改造的可行性與可操作性。

2 智能變電站繼電保護總體配置方案與配置原則

2.1 繼電保護總體配置方案

在智能變電站的繼電保護總體配置方案中，應通過變電站中的過程層和變電站層以共同構建成智能變電站的主體設備。對于變電站中的過程層和一次設備的配置應當實現獨立主保護，例如不是智能設備時，則應當將測控設備與保護設備等一次設備就近設置在匯控柜內，以有效減少運行與設備維護的工作量；如是智能設備時，則應當將設備裝置在內部。該繼電保護總體配置方案，可有效避免因數據采樣、通信鏈路跳閘而導致的保護功能失效，同時還減少了繼電保護配置中所需消耗的網絡數據份額。

2.2 繼電保護配置原則

（1）智能變電站繼電保護的配置，應以加強保護裝置的可靠性作為基礎，并充分滿足選擇性、可靠性、速動性以及靈敏性等方面的要求。變電站繼電保護方案的設計與實施的不僅是繼電保護裝置，而是繼電保護系統，要求二次回路、一次設備以及保護裝置進行配合協調。

（2）繼電保護裝置適宜獨立分散及就地安裝，繼電保護裝置的安裝和運行環境均應滿足相應的技術標準要求。110KV及以上電壓等級的各網絡應相互獨立，為有效避免同一裝置在接入不同網絡時，所造成各網絡之間的相互干擾，要求裝置內部各網絡的數據接口控制器也應完全獨立。

（3）繼電保護裝置應直接采樣，在采樣時對多間隔或單間隔的保護適宜直接跳閘進行，如需要采取其它的跳閘方式，要求相應設備均應滿足配置原則中對于保護可靠性和快速性的要求。對電子式互感器的采樣可通過兩路獨立的采樣系統進行，每路采樣系統均應接入合并單元（MU）并采用雙A/D系統，每個合并單元（MU）的輸出兩路數字的采樣值可通過同一路通道進入同一套保護裝置當中。

（4）對110KV及以上電壓等級的單母線和雙母線分段等接線型式中，各間隔適宜配置獨立的三相ECVT，以提高繼電保護的可靠性，并實現對二次回路的有效簡化。

（5）繼電保護裝置之間的聯閉鎖、失靈啟動等數據信息，適宜采用GOOSE網絡的傳輸方式。對于斷路器接點位置可采用網絡傳輸，而本間隔則采用GOOSE點對點傳輸方式，間隔間適宜采用GOOSE網絡傳輸方式。

3 對智能變電站繼電保護未來發展的展望

當前，隨著我國建設“具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網”發展目標的逐步實現，智能變電站的繼電保護系統也將逐漸向著向著自動化、標準化和數字化方向邁進。

3.1 數據信息采集的自動化

隨著當前電子式互感器與光電效應互感器等一系列高新設備在智能變電站中的逐步應用，為繼電保護裝置的自動化采集工作提供了基礎與可能。而且伴隨著變電站間隔層功能逐漸下放到過程層中進行完成，也使得變電站繼電保護系統的集成化程度更高，結構也更為簡單，也進一步加強了數據信息的采集工作中對電磁的抗干擾能力。同時，伴隨著智能變電站監控模塊的日益成熟，分布式結構模式的優點相較于集中式更加明顯，也提高了對繼電保護系統實時監控的效率，而且有效減輕了主控單元的負擔。

3.2 網絡通信的標準化

隨著在智能變電站中，通信標準體系的提出，使得智能變中電力系統產品正日益朝著統一模型、統一標準以及互聯開放的方向發展。網絡通信標準化在繼電保護配置中的應用，不僅避免了各網絡間的相互干擾，保證了信息數據傳輸的真實有效，而且信息的標準化也使繼電保護系統能充分保證在選擇性、可靠性、速動性和靈敏性方面的配置要求。

3.3 數字化發展

數字化發展也是智能變電站發展的最終目標，隨著當前智能電子設備、智能開關設備、光電式電流和電壓互感器等新型設備的出現，也標志著我國智能變電站正逐步向著數字化方向邁進。在智能變電站繼電保護配置中，隨著數字化控制回路和數字化傳感器逐步取代了傳統的一次性回路，并通過一次設備、保護裝置、二次回路以及通道之間的相互協調與配合，以有效發揮出了變電站繼電保護的整體性能，實現了統一的運行管理。

4 結束語

在我國智能變電站的推廣與建設中，繼電保護技術一直是智能變電站的核心技術。繼電保護技術與配置方案的良好實現，對提高變電站安全運行水平，以及實現現代化的運行管理都起到了極大的促進作用。我們應當進一步加強對繼電保護領域新技術的研究與探索，以促進繼電保護技術的發展與完善，為實現建設堅強智能電網的發展目標打下堅實的基礎。

參考文獻

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