110kV智能變電站的繼電保護(hù)研究

吳達(dá)天

（國網(wǎng)福建晉江市供電有限公司，福建晉江 362200）

110kV智能變電站的繼電保護(hù)研究

吳達(dá)天

（國網(wǎng)福建晉江市供電有限公司，福建晉江 362200）

在110kV智能變電站的實(shí)際建設(shè)過程中，通過對繼電保護(hù)本身的原理配置、變電站層繼電保護(hù)以及過程層繼電保護(hù)等相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行深入探究，進(jìn)而對繼電保護(hù)提出建議性的保護(hù)方案。

110kV；智能變電站；繼電保護(hù)

智能電網(wǎng)的深入改革，智能變電站在我國逐漸實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展，進(jìn)而成為現(xiàn)階段我國變電站技術(shù)主要的發(fā)展方向及建設(shè)趨勢。智能變電站中包括的技術(shù)分支相對較多，其中繼電保護(hù)針對變電站的安全性能及可靠性能的整體要求相對較高，繼電保護(hù)的安全性、速動性、可靠性對智能變電站的整體運(yùn)行有著較為直接的影響［1］。因此，對智能變電站進(jìn)行深入的研究及分析是較為重要的。

1 解析110kV智能變電站的繼電保護(hù)配置

1.1 芻議110kV智能變電站的繼電保護(hù)相關(guān)裝置

以合理化的繼電保護(hù)配置方案為基本依據(jù)，將過程層及變電站層進(jìn)行合理的統(tǒng)一，進(jìn)而形成智能化的變電站裝置設(shè)備。對于繼電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的分析，其詳細(xì)的組裝配置如圖1所示。

將一次性設(shè)備運(yùn)用到繼電保護(hù)中，對繼電保護(hù)過程層的配置采取獨(dú)立保護(hù)，若一次性設(shè)備是智能設(shè)備，則將保護(hù)設(shè)備安裝在過程層的內(nèi)部位置，如果不是則將保護(hù)設(shè)備、測控設(shè)備及合并器等安裝在就近的匯控柜位置中，進(jìn)而逐漸將設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)加以簡化。

1.2 繼電保護(hù)原則在110kV智能變電站中的應(yīng)用

圖1 繼電保護(hù)基本原理淺析圖

以110kV變電站為對象，就站內(nèi)的接線環(huán)節(jié)來說，采取一種高電壓級別的變電站形式和設(shè)備結(jié)合的裝置相比較為精簡，對110kV繼電保護(hù)配置應(yīng)著重于滿足以下幾點(diǎn)：①與傳統(tǒng)繼電保護(hù)相比，智能變電站具備選擇性、可靠性、靈敏性及快速性等基本要求，在進(jìn)行智能變電站的保護(hù)當(dāng)中，應(yīng)進(jìn)一步滿足4個性能要求以及其他電力工程中安全防范的規(guī)則；②110kV變電站與電壓較高的級別變電站相比，對繼電保護(hù)變電站過程中的SV網(wǎng)和GOOS網(wǎng)，站控層的MMS網(wǎng)之間的關(guān)系較為獨(dú)立，當(dāng)繼電保護(hù)與各個網(wǎng)相連接時，數(shù)據(jù)端口的控制保持獨(dú)立；③110kV及高電壓器級別的變電站，將母雙線、單雙線進(jìn)行合理分段，這兩種存在差異的接線方式，如果滿足設(shè)置好的前提條件及相關(guān)要求，可以將電子式電壓互感器合理安裝在內(nèi)；④以110kV及較低電壓的繼電變電站為基本依據(jù)，應(yīng)選用一款具備保護(hù)測控裝置一體化的復(fù)合型設(shè)備安裝；⑤就110kV和較低電壓級別的變電站為例，在將保護(hù)裝置就地安裝的過程中，可以使用智能終端將裝置統(tǒng)一集成安裝；⑥以110kV變電站與低電壓級變電站為載體，就主變壓器這一設(shè)備而言，應(yīng)采用冗余配置安裝在每一側(cè)的合并單元；⑦就合并單元格這一環(huán)節(jié)來說，應(yīng)將繼電保護(hù)過程層產(chǎn)生的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行備案，運(yùn)用故障錄波形式與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文一同記錄的方式，并將其進(jìn)行總結(jié)歸納，并以科學(xué)的角度進(jìn)行分析。

2 強(qiáng)化110kV智能變電站繼電保護(hù)相應(yīng)策略

在對智能變電站采取保護(hù)措施時，過程層的組成部分主要有一次性智能化裝置、一次性智能化裝備的附屬裝備。

2.1 110kV線路保護(hù)

針對110kV智能變電站保護(hù)的各個環(huán)節(jié)，應(yīng)將變電站繼電保護(hù)與變電站實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效結(jié)合，以間隔為依據(jù)，并以合理的方式制定單套配置方案，如圖2所示。

圖2 解析變電站線路保護(hù)方案圖

在變電站線路的兩端間隔之間安裝保護(hù)測控裝置，不僅與GOOSE網(wǎng)合理連接進(jìn)行信息交換，并且將變電站中的合并單元格及智能終端進(jìn)行相應(yīng)的鏈接。數(shù)據(jù)的傳輸將不再采用智能變電站中GOOSE網(wǎng)，而是將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)阶冸娬镜慕K端位置，且合理控制變電站的閘刀。通常電子式互感器位于變電站的線路及母線之間的位置，一旦獲取到控制信號，便運(yùn)用合并單元的方式，將信號進(jìn)行封裝，且將獲取到的信號直接傳輸?shù)阶冸娬局蠸V單元內(nèi)，進(jìn)而完成監(jiān)測及保護(hù)的任務(wù)，就非間隔的信息而言，可通過GOOSE傳輸數(shù)據(jù)的形式對其進(jìn)行保護(hù)及監(jiān)測。

2.2 變壓器保護(hù)研究

在變電站線路的兩端間隔之間安裝保護(hù)測控裝置，不僅與GOOSE網(wǎng)合理連接進(jìn)行信息互換，并且以鏈接形式將變電站中的合并單元格及智能終端進(jìn)行聯(lián)系。數(shù)據(jù)的傳輸將不再采用智能變電站中GOOSE網(wǎng)，而是將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)阶冸娬镜慕K端位置，并且合理控制變電站的閘刀。就一定層面而言，電子式互感器主要被安裝在變電站線路及母線之間的位置，一旦獲取到控制信號，便運(yùn)用合并單元的方式，將信號進(jìn)行封裝，并且將獲取到的信號直接傳輸?shù)阶冸娬局蠸V單元內(nèi)，進(jìn)而完成監(jiān)測及保護(hù)的任務(wù)，就非間隔的信息來分析，可采用GOOSE傳輸數(shù)據(jù)的方式對變電站進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測與合理的保護(hù)。

2.3 智能變電站的母線保護(hù)

針對110kV變電站進(jìn)行科學(xué)的分析，以單套配置的方法對分段式實(shí)行保護(hù)，進(jìn)而形成保護(hù)裝置與裝置集成，以互相對應(yīng)的保護(hù)形式使其跳轉(zhuǎn)，在跳轉(zhuǎn)的過程中可運(yùn)用GOOSE網(wǎng)進(jìn)行連接，一旦母線啟動發(fā)生故障，就運(yùn)用GOOSE網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

對智能變電站母線的保護(hù)，以宏觀角度來說，可選用分布式的設(shè)計(jì)方式，保持母線間隔之間相互獨(dú)立的狀態(tài)下對母線進(jìn)行保護(hù)，由于110kV智能變電站與普通變電站保護(hù)情況不同，可運(yùn)用分段式對110kV母線進(jìn)行保護(hù)。

3 110kV智能變電站中的繼電保護(hù)裝置

以集中式后備保護(hù)對智能變電站中變電層進(jìn)行科學(xué)化的配置，利用先進(jìn)的在線實(shí)時自調(diào)整技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)雙重化的配置方式。智能繼電保護(hù)裝置在變電站運(yùn)行的不同時期，其具備的功能差異較大，主要分為以下3階段。

第一環(huán)節(jié)，變電站保持正常供電狀態(tài)。在此供電運(yùn)行工作狀態(tài)下，電力系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)設(shè)備及保護(hù)裝置均處于額定工作狀態(tài)，其內(nèi)部傳感器設(shè)備和儀器、儀表設(shè)備均處于正常工作下進(jìn)行訪問。這一階段繼電保護(hù)的設(shè)備對電力系統(tǒng)應(yīng)采取實(shí)時監(jiān)控的方式，確保變電站供電運(yùn)行正常。

第二環(huán)節(jié)，變電站供電出現(xiàn)異常現(xiàn)象。如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障，如電力系統(tǒng)中電纜短路問題，對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行造成影響，為避免故障更加嚴(yán)重，應(yīng)將電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行切斷，確保電網(wǎng)正常運(yùn)行。

第三環(huán)節(jié)，供電出現(xiàn)異常。如果電力系統(tǒng)無法保證正常運(yùn)作，繼電保護(hù)裝置就會率先發(fā)出報(bào)警信號，應(yīng)及時通知維修人員，并對其加以處理及維護(hù)，確保電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

智能變電站技術(shù)作為現(xiàn)階段綜合性、技術(shù)性相對較強(qiáng)的行業(yè)，對智能變電站內(nèi)部的繼電保護(hù)是相對較為關(guān)鍵的，變電站技術(shù)的整體發(fā)展與電網(wǎng)架構(gòu)、變電站選取地址、變電站設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況以及電力網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)際情況等外部因素有著直接的聯(lián)系，應(yīng)對110kV智能變電站的繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行不斷的完善，充分了解智能變電站的巡視知識、操作知識、維護(hù)知識及故障處理知識等，進(jìn)一步強(qiáng)化我國變電站整體水平，提升設(shè)備安全可靠性。

［1］楊琳，董百強(qiáng).智能變電站發(fā)展過程中的繼電保護(hù)系統(tǒng)建構(gòu)策略［J］.科學(xué)時代，2014（17）：140-142.

Research on Relay Protection of 110kV Intelligent Substation

Wu Datian
（State Grid Fujian Jinjiang Power Supply Co.Ltd.，Jinjiang Fujian 362200）

In the actual construction process of 110kV intelligent substation,through in-depth study on the principle of relay protection configuration,relay protection and substation process layer relay protection and other related proj?ects,then the suggestions of protection scheme for relay protection were put forward.

110kV；intelligent substation；relay protection

TM774

A

1003-5168（2016）12-0136-02

2016-11-13

吳達(dá)天（1982-），男，本科，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)維，變電自動化。