智能變電站繼電保護配置的分析和探討

陳小龍

(寧夏吳忠供電局,寧夏吳忠 751100)

智能變電站繼電保護配置的分析和探討

陳小龍

(寧夏吳忠供電局,寧夏吳忠 751100)

隨著科學技術的迅猛發展,我國的電力技術得到了快速發展。尤其是智能電網技術和智能電氣設備的進一步發展和運用,使得智能變電站成為發展趨勢。智能變電站中的繼電保護設備作為智能電網的重要組成部分,應滿足靈敏性、選擇性、速動性可靠性,滿足智能調度、運行維護、監視控制及無人值班等信息交互的要求。

智能變電站 繼電保護 配置

智能變電站繼電保護裝置在電氣元件出現故障時能夠發出警告信號和斷路器跳閘指令，是有效隔離故障確保電網正常運行的自動化設備。隨著電網技術的不斷發展，智能變電站是目前電力系統建設的主要方向，同時也是變電站向著智能化和自動化發展的一個重要的階段。而其智能化以及自動化實現對供電系統的穩定以及安全有著積極的意義。最近幾年中，智能變電站建設速度不斷提升，投入運行的智能站不斷增加，智能變電站中繼電保護配置的合理性及正確性，在智能變電站維護操作及安全運行中占有重要地位。因而，做好智能變電站繼電保護裝置的研究具有深刻的現實意義。

1 智能變電站的繼電保護配置

1.1 關于過程層

所謂的過程層就是一次設備及所屬智能組件，智能組件包括合并單元、接口設備以及智能終端所構成，其核心的設備是交換機。在運行過程中過程層主要是實施監控電氣量，把采集到的電流、電壓等電氣量通過SV網利用交換機根據網絡的方式進行有效的傳遞，除此之外還要對所運行狀態下的隔離開關、斷路器以及變壓器等設備的信號進行有效的檢測，實現對一次設備的信息采集以及控制。

1.2 關于間隔層

間隔出所具有著重要的功能，主要包括保護裝置、測控和計量等裝置，間隔層能夠很好的實現保護以及控制設備的作用，并且對本間隔過程層數據的采集以及命令的發生優先級別進行控制，實施對一次設備的保護控制，實施操作功能，同時實現了通信功能承上啟下的重要作用，快速的實現了過程層和站控層網絡通訊功能。

1.3 關于站控層

站控層能夠發揮出十分重要的作用，站控層主要是由遠動裝置、主機、以及規約轉換器等部分所組成，從而能夠更好的實現對于全站數據信息匯總功能，與此同時還能夠時時刻刻的對數據庫進行不斷的更新，從而把收集起來的信息進行傳遞到監控中心，同時具有在接受調度指令，向間隔層以及過程層進行傳遞進行操作等功能。

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

在智能變電站按照三層兩網的網絡結構配置，線路保護、變壓器保護等間隔保護安排在過程層，可不依賴過程層交換機直接與合并單元、智能終端通過光纜連接，實現直采直跳；多間隔的母線保護配置在間隔層，通過過程層交換機網絡實現網采網跳或網采直跳，實現對一次設備的檢測與控制，線路保護和變壓器等保護含包含傳統保護中的主保護及后備保護；對于變電站中低壓側非智能設備，則應當將測控設備與保護設備等與一次設備就近設置，以有效減少運行與設備維護的工作量。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。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220KV電壓等級的雙母線接線型式中，各間隔適宜配置雙套獨立保護裝置，保護功能完善，配置雙套合并單元及智能終端，并分別組網，以提高繼電保護的可靠性，并實現對二次回路的有效簡化。

3 智能變電站繼電保護配置實施的保護

3.1 母線保護

智能變電站內的220KV母線保護配置雙套含失靈功能，每套保護分別作用于一組跳閘線圈，母線差動保護及失靈保護應具有復合電壓閉鎖功能，母聯不經電壓閉鎖直接出口。各個間隔合并單元、智能終端均應雙套配置，獨立組網，110KV母線保護采用單套配置。

3.2 變壓器保護

變壓器保護裝置主保護為縱聯差動保護，后備保護包括零序電流保護、復壓過流、過激磁(330KV及以上)保護等，三側保護裝置分別通過各自CVT及合并單元采集電流量，通過引入GOOSE和智能終端進行各側斷路器控制；而對于非電量保護裝置主要采用非電量智能終端下放安裝在就地變壓器本體智能柜，通過電纜采集變壓器各種非電量信息，然后通過電纜線在GOOSE網絡出口跳閘命令作用于各斷路器。

3.3 線路保護

在電力系統中的線路保護配置主要是以縱聯差動作為主保護系統，后備保護裝置主要是集中式保護裝置中。對于單斷路器方式的主接線以及線路保護裝置通過主保護系統的對側線路保護和光纖通信口保護裝置通信，以能夠達到實現縱聯保護的作用。

4 結語

智能電網的不斷建設，使智能變電站得以快速發展起來，這就對繼電保護的發展提出了更高的要求。所以在智能變電站建設過程中，需要充分的發揮繼電保護的作用，利用各種新技術和新設備，將其應用到繼電保護系統中來，實現故障的快速切除，使后備保護動作時間長的問題得到有效解決。而且隨著科技水平的不斷提高，智能繼電保護系統也會更加完善，在智能變電站中發揮最大的作用。

[1]萬噸,羅李.智能變電站繼電保護配置的展望和探討[J].城市建設,2012,(30).

[2]葉曉琴,侯劍瑜.數字化繼電保護在智能變電站中的應用[J].電源技術應用,2012,(12):174,179.