110kV智能變電站繼電保護若干問題研究

王槿

摘 要：近年來，隨著現代電力技術向智能化發展，我國機電設備變電站設備的結構也都進行了智能化升級。由于大多數機電設備的運行系統具有易損耗的特點，所以需要經常進行系統故障診斷。智能技術的應用推動了110kV變電站設備故障診斷技術的發展，通過收集處理故障信息，變電站工作人員可以找到切實有效的維修方法，新智能技術與傳統診斷方法的完美結合，是豐富故障排除方法內容的重要助力。本文將結合110kV智能變電站設備故障診斷出現的相關問題，以國家電網公司出臺并實施技術要求為基礎，結合智能變電站實際運行情況，分析110kV智能變電站維護方法。探討如何檢測智能變電站的繼電保護裝置，為相關技術及維修人員找出便捷而有效的智能電站維護方法，并對其維護和保養方法進行深入分析。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；110kV變電站

前言：國家電網公司十年之前就已開始建設特高電壓的新型電網，對傳統電力結構進行智能化改造。國家電網要求各分部協調低級電網，以獨立自主、創新科學為基本，發展現代化、自動智能化的新型電網。新型智能電網的最基本組成是智能變電站。為了能夠更好的建設智能電網，完成國家電網智能化，本文根據現有的技術標準要求，對智能變電站的建設過程中出現的情況和繼電保護裝置的維護方法進行分析。

一、智能變電站繼電裝置維護方法

根據2010年頒布的《智能變電站繼電保護技術規范》中的機電裝置裝配原則、變電站技術標準、信息交互原則，110kV及以上電壓等的輸電網絡和電力控制站需要采用機電保護裝置并且相互獨立，擁有USB數據接口、智能化感應裝置、合并單元、自動控制器等裝置。單間隔變電站繼電裝置的保護模式為直接跳閘，涉及到主干線電路保護也盡量采用直接跳閘的方式。變電站繼電保護設備與控制站或控制終端應該通過變電網絡有智能化的點對點通信，實時連接。

智能變電站的相關規范同時還指出對不同電壓等級的線路保護、變壓器保護、母線保護、高壓并列電抗器保護，斷路器及短引線保護，母聯（分段）保護、故障錄波及網絡報文記錄分析裝置、安全自動裝置、過程層網絡、智能終端、電子式互感器及相關設備的配置原則與設備技術要求進行了說明，界定了繼電保護設備信息交互的要求、信息交互的內容，以及繼電保護裝置就地化的實施原則[1]。

智能變電站技術規范還要求對三分之二接線型或者220kV以上變電站使用不同的接線形式，使用雙母線接線以保證安全，對于110kV變電站的接線要求做出了圖例表示，極大的加強了變電站智能建設現場操作和改造的便利性，在某種程度上減少了機電保護裝置裝配過程可能出現的問題。

二、110kV智能化變電站設施建設現狀

這里以110kV大侶數字化變電站為例，110kV大侶電站采用了內橋接線的方法，變電站內部主開關使用普通開關。雖然變電站配置了比較先進的電子式互感器但是卻沒有配備其他配套的智能一體化變電站設備，不具備智能變電站的自動控制，不可以脫離技術人員的控制，無法自動運行。但是大侶變電站的系統結構的自動化改造；繼電保護裝置的安放；智能網絡的搭建可以為今后變電站智能化建設提供實例，是寶貴的智能變電站建設經驗。

大侶變電站的系統自動化改造方法通過建設二級網絡搭造三種設備來完成。大侶變電站的智能化結構與現今智能變電站沒有區別，大侶變電站內部SV網絡融合goose式網絡，配備輸電線路強保護裝置、故障記錄儀、檢測儀、智能化控制器等能夠保護電路正常設備。

110kV及主變10kV側相關間隔的過程層GOOSE命令、SV數據和IEEE1588V2對時報文均通過網絡傳送，雙重化配置的第一套智能電子設備（IED）及單套配置的110kV線路保護，母聯保護等保護裝置接入過程層A網，雙重化配置的第二套IED接入過程層B網，110kV單套配置的智能終端同時接入過程層A網、B網[2]。

大侶變電站的建設是變電站數字化改造的一次嘗試，在輸電控制網絡建設和機電保護裝置信號傳遞方面與智能化變電站相比仍有一些不足。智能變電站技術準則要求傳輸網絡不能融合，大侶變電站網絡沒有獨立。智能化的跳閘方式應該采取直接型，但是大侶變電站使用了遠程網絡管理的方式，依靠人為控制。這種控制方法接線比較簡單，方便技術人員遠程控制，但同時限制了輸電線路的自動化。如果網絡中斷或者延遲會對線路產生巨大的影響，對大侶變電站的智能化改造應該盡快提上日程。

三、變電站設備的智能化改造

（一）線路的智能化改造

在110kV智能變電站建造的時候，變電站的保護和監測功能要結合，按照設計要求每一部分都配置線路保護系統，采用直接跳閘的方式。當保護采用雙套配置時，各側合并單元（MU）、各側智能終端均宜采用雙套配置；中性點電流、間隙電流并入相應側MU，線路間隔的保護監測裝置應該通過goose式網絡與智能設備遠程連接，方便監測數據的傳遞和查看[3]。

（二）變壓器的智能化改造

110kV智能變壓器的電量不得高于技術規范的要求，采用雙套變壓器的配置方式，主變壓器需要搭配一個備用變壓器使用。主變壓器和后備變壓器的保護裝置應該在建設時應該分開，監測和保護設備盡量不分開。

變壓器保護直接采樣，直接跳各側斷路器；變壓器保護跳母聯、分段斷路器及閉鎖備自投、啟動失靈等可采用goose網絡傳輸，變壓器保護可通過goose網絡接受失靈保護跳閘命令，并實現失靈跳變壓器各側斷路器[4]。

（三）智能化跳閘方式的優點

同以往的一次斷路設備或者兩次斷路傳統跳閘方式相比，智能變電站的短路保護采用通過goose網絡發出信息，再通過通信網向智能控制器發出跳閘信號。采用goose網絡，保護裝置的信號傳輸通過已經通信網，與傳統直接跳閘的保護方式比較，具有方便檢測和容易維修的特點。

結論：通過上文對智能化電站繼電設備的安裝方法進行系統分析可知，智能化電站的建設是一個長期的、復雜的過程，其運行情況中需要大量的維護。所以想要提高智能化電站設備的建造水平和安全性能，必須保證繼電保護裝置的正常運行，采用切實有效的維護手段，并按照技術指標進行智能化電站的建設。

參考文獻：

[1]倪益民，楊宇，樊陳，等.智能變電站二次設備集成方案討論[J].電力系統自動化，2014，03（23）：194-199.

[2]張蘭.淺談110kV變電站繼電保護運行中常見問題及對策[J].科技創新與應用，2015，30（17）：193.

[3]黃瑞虹.110kV變電站繼電保護改造調試問題解析[J].科技與企業，2015，18（05）：239.

[4]宋璇坤，李穎超，李軍，等.新一代智能變電站層次化保護系統[J].電力建設，2013，07（18）：24-29.