智能變電站的繼電保護配置分析

郭俊文

摘??要：智能變電站發展得非常迅速，所以，有效配置智能變電站中的繼電保護是非常重要的。結合智能變電站的特點，分析了智能變電站的繼電保護配置方案，給出了網絡配置、間隔層、過程層設備配置和間隔間設備聯系的詳細方案。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;配置分析;單星型以太網絡

中圖分類號：TM774??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.080

智能變電站是一種采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備。它是以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動的變電站。智能變電站是變電站發展的新趨勢，對建設智能電網、實行電網改革具有非常重要的意義。因此，為了實現電網智能化，本文將重點分析、探討110?kV智能變電站繼電保護的配置原則和實施方案。

1??智能變電站的特點

智能變電站是由站控層、間隔層和過程層組成的。它是開放式分層分布式系統，運用IEC61850通信標準。其站內信息具有唯一和共享的特點，可以保證故障信息、遠動信息不重復采集。

站控層是由主機、遠動通信裝置和各種二次功能站構成的。它提供站內運行的人機聯系界面，實現管理控制間隔層、過程層設備等功能，形成全所監控、管理中心，并與遠方監控/調度中心通信。

間隔層是由若干二次子系統組成的。在站控層和站控層網絡失效的情況下，它仍能獨立完成間隔層設備的監控和保護功能。

過程層是由電子式互感器、合并單元、智能單元等構成的。它能完成二次系統與一次設備相關的功能，包括實時運行電氣量的采集、設備運行狀態的監測、控制命令的執行等。

智能變電站與常規變電站的區別主要有以下三點：①出現了一些新設備，比如電子式互感器、合并單元、智能終端等;②應用了大量的網絡交換機;③二次接線設計采用了大量的光纜。

2??智能變電站繼電保護配置方案

典型的110?kV變電站主接線為高壓側（110?kV）內橋接線、低壓側（10?kV）單母分段接線。

2.1??網絡配置

站控層采用的是單星型以太網絡，所以，推薦全站過程層配置單星型以太網絡，采用GOOSE與SV共網的方式。推薦使用單星型以太網絡的原因主要有以下3點：①因為間隔數較少，為了減少交換機投資，推薦不按電壓等級組建過程層網絡;②因為110?kV側間隔保護單套配置，所以，過程層網絡單重化配置;③10?kV側推薦采用常規互感器，不考慮母差保護、間隔間無配合的情況，配置GOOSE單網，用于備自投、分段保護測控裝置等的相關配合。

2.2??間隔層和過程層的設備配置

設備配置主要包括互感器配置、合并單元配置、智能終端配置、保護裝置配置和測控裝置配置。

2.3??間隔間設備聯系

110?kV線路技術方案如圖1所示。每回線路配置單套完整的含主、后備保護和測控功能的線路保護測控裝置，采用點對點的方式，利用第一套合并單元采集線路ECT電流、母線EVT電壓，合并單元雙套配置，智能終端單套配置。但是，其應通過獨立的網口分別與2套主變保護連接。

圖1??110?kV線路技術方案

110?kV內橋和備自投技術方案如圖2所示。內橋配置單套完整的含主、后備保護和測控功能的保護測控裝置，采用點對點的方式，利用第一套合并單元采集內橋ECT電流、橋合并單元雙套配置、智能終端單套配置，但是，其應通過獨立的網口分別與雙套主變保護連接。內橋備自投裝置通過SV網采集線路電流、母線電壓等模擬量信息，通過GOOSE網采集線路、橋斷路器位置信息和變壓器第一套保護動作閉鎖備自投信息。根據備自投裝置安裝的位置，第二套變壓器保護動作閉鎖備自投信息可以通過變壓器保護裝置的GOOSE口點對點接至備自投裝置，也可以由變壓器高壓側智能終端輸出硬接點接至備自投裝置。

圖2??110?kV內橋及備自投技術方案

變壓器電氣量保護雙套配置，每套含完整的主、后備保護功能。第一套變壓器保護接入以GOOSE和SV單網;非電量保

護裝置和本體智能終端單套配置、就地布置，采用直接電纜跳閘的方式;非電量保護通過本體智能終端上送動作信息至以GOOSE網，用于測控和故障錄波。

低壓備自投技術方案如圖3所示。低壓備自投接入SV和以GOOSE單網，通過SV網取得變壓器低壓側和分段交流模擬量，通過以GOOSE網取得變壓器后備保護閉鎖信號和相應斷路器位置并傳遞跳閘信號至相應的斷路器。為了實行可靠的閉鎖，2套變壓器后備保護閉鎖信息均需接入備自投裝置。考慮到低壓備自投和變壓器低壓側智能終端一般都安裝在開關柜內，距離較近，所以，推薦由變壓器低壓側智能終端直接輸出硬接點接入備自投裝置，并通過電纜采集母線電壓，跳分段斷路器也采用電纜直接跳閘的方式。

圖3??低壓備自投技術方案

由于低壓間隔保護安裝在開關柜內，與一次設備距離較近，因此，采用常規電纜的方式采集開關量和模擬量，輸出硬接點至斷路器機構跳閘。

由于低壓分段保護需要與變壓器保護、低壓備自投配合，所以，需接入以GOOSE和SV網，第一、第二套變壓器保護跳分段斷路器分別通過以GOOSE網和變壓器低壓側智能終端直接輸出硬接點實現，如圖4所示。

圖4??低壓分段技術方案

3??結束語

綜上所述，智能變電站已經逐漸成為了未來變電站發展的趨勢。繼電保護設備對研究智能變電站的繼電保護配置有非常重要的意義。因此，為了進一步發展智能變電站，不僅要探討變電站的網絡配置問題，還要探討各設備的配置方案，并且考慮各設備之間的聯系，進而保證設備的高質量運行。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕

Intelligent?Substation?Relay?Configuration?Analysis

Guo?Junwen

Abstract：?Intelligent?Substation?developed?very?rapidly，?so?the?effective?allocation?of?intelligent?substation?relay?protection?is?very?important.?Combining?the?characteristics?of?intelligent?substation，?analyzes?intelligent?substation?relay?protection?scheme，?giving?the?network?configuration，?detailed?program?spacer?layer，?the?process?layer?device?configuration?and?spacing?between?devices?connected.

Key?words：?intelligent?substation;?protection;?configuration?analysis;?single?star?ethernet