智能變電站的繼電保護方法分析

石勇　石明山　紀云博　周楊

摘 要：隨著智能變電站的快速發(fā)展，各種新型電力設備數(shù)量不斷增加，這對于繼電保護裝置設置的要求也越來越高，為了保護智能變電站的安全、穩(wěn)定運行，必須加強繼電保護設置，采用合適方法，充分發(fā)揮繼電保護裝置的重要作用，提高智能變電站的經(jīng)濟效益和社會效益。故在本文中主要對智能變電站的繼電保護方法進行了簡單的分析與探討。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；方法分析

一、智能變電站中的繼電保護

電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站繼電保護配置主要分為智能變電站過程層繼電保護與變電站層繼電保護。首先，在電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站過程層繼電保護配置主要是根據(jù)智能變電站過程層的一次設備情況，獨立對于一次設備進行主保護的配置。在根據(jù)智能變電站過程層一次設備情況進行繼電保護配置時，對于智能變電站過程層一次設備主保護的配置需要分為兩種。一是在進行電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站過程層一次設備本身就是智能化設備的保護配置時，變電站的一次設備保護裝置安裝在變電站智能設備的內(nèi)部；二是如果變電站的一次設備是老設備改造的，對于這樣的變電站一次設備的主保護配置應該將保護設施以及合并器、測控等功能設備在一次設備附近進行就近安裝，以保證智能變電站設備運行與維護工作便利。在電網(wǎng)智能變電站中，過程層繼電保護配置中的電網(wǎng)信息的采集與傳輸，整個智能變電站系統(tǒng)中都是通過以太網(wǎng)實現(xiàn)。

二、智能站繼電保護技術發(fā)展研究

目前智能變電站繼電保護信息的集成和共享給繼電保護調(diào)試、檢修工作帶來了諸多的困難和不確定性，其調(diào)試檢修工作量也完全不亞于常規(guī)變電站。如智能站調(diào)試除了常規(guī)的保護功能測試外，增加諸多延時和同步性能的測試、軟壓板功能測試、檢修機制測試、丟幀斷鏈測試、光衰耗和光功率測試和網(wǎng)絡測試等，且目前很多功能沒有較好的測試手段或者無法測試，如網(wǎng)絡風暴、交換機性能、涉多間隔保護裝置數(shù)據(jù)同步測試。對全站系統(tǒng)配置的驗證，需要SCD配置文件離線審查和現(xiàn)場調(diào)試相結合，很可能因某一參數(shù)設置沒審查到或某一細微項目沒調(diào)試到位而導致保護裝置誤動或拒動，另可能因人為原因?qū)е伦罱K保存的SCD配置文件與現(xiàn)場裝置實際配置不一致，給后期檢修、改擴建帶來隱患。因此未來智能變電站繼電保護技術應重點研究全站配置在線/離線反校驗和更好的調(diào)試驗證技術、方法。

全站配置在線反校驗是利用鏡像技術將繼電保護系統(tǒng)設備及相關輔助設備實例配置信息鏡像備份，經(jīng)網(wǎng)絡獨立傳輸至集中分析系統(tǒng)，由集中分析系統(tǒng)進行反組態(tài)形成SCD配置文件，再與最終保存的SCD文件進行對比分析，檢測實際運行的配置信息與最終確認的配置是否一致，一方面防止人為因素導致配置不一致發(fā)生，一方面可檢測設備配置是否遭遇外界破壞或網(wǎng)絡沖擊而修改。離線反校驗是通過工具將各設備配置鏡像備份，離線進行反組態(tài)和比對分析，缺點是無法及時發(fā)現(xiàn)配置文件的任何變動。

三、提高智能變電站繼電保護可靠性的措施

（一）在變壓器繼電保護配置方面的措施

在電力系統(tǒng)中，配電線路的電壓是額定的，即便是電壓過高和電壓過低，均會給配電系統(tǒng)的運行帶來影響。而智能變電站調(diào)控電壓的狀柱主要是變壓器，所以是促進配電保護的主要裝置。因而在通過變壓器開展配電保護時，應采取分步的方式進行配置，從而確保變壓器能有效的實現(xiàn)差動繼電保護，而在變壓器后備保護過程中，主要是采取集中的方式進行配置，同時還能利用獨立安裝技術對非電量實施繼電保護，也就是在電纜與斷路器接通之后達到繼電保護的目的，從而促進其可靠性的提升。

（二）利用電壓限定延時對電流量進行測量

當智能變電站的電力系統(tǒng)處于高效的運行狀態(tài)時，在電流因素的影響下，經(jīng)常會發(fā)生外部短路故障，進而導致過負荷電流的問題出現(xiàn)，從而形成過負荷電流，即便是電流量處于正常情況，其電流量也不會存在較大的差異，這就會在變電站的系統(tǒng)發(fā)生外部故障而出現(xiàn)跳閘的情況，最終影響繼電保護的可靠性。為了確保其可靠性得到有效的提升，對變電站所有線路中的電流量，采取電壓限定延時的方式進行，這樣即便是在出現(xiàn)過負荷電流的情況下，能及時的發(fā)出警報，下達執(zhí)行保護的命令，最大化的確保繼電保護的可靠性得到提升。

（三）線路保護設置

為了提高智能變電站的測控和保護水平，實現(xiàn)操作控制和站內(nèi)保護功能的一體化，對智能變電站利用間隔保護配置方式進行各個單套配置，在很多智能保護線路中，多是通過斷路器直接階段或者數(shù)據(jù)信息采樣等方式來實現(xiàn)保護功能，通過GOOSE網(wǎng)絡，導致斷路器失靈，發(fā)揮重合閘保護功能，在智能變電站控制電路中，不同線路控制裝置和間隔保護測量通過GOOSE網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交換，還可通過點對點連接來控制智能終端設備，實現(xiàn)單元合并、信息傳輸?shù)裙δ埽瓿芍苯犹l和數(shù)據(jù)采樣，不用通過GOOSE網(wǎng)絡實現(xiàn)智能變電站斷路保護。同時，智能變電站母線和主干電路中電子式互感器可以通過相關電壓信號，連接各個合并單元以后，通過數(shù)據(jù)打包形式來處理智能變電站數(shù)據(jù)，被保護測控裝置和SV網(wǎng)絡通過通信光纖來傳輸信號，并且通過GOOSE網(wǎng)絡來傳輸測控裝置接入間隔信息。

（四）母聯(lián)保護

智能變電站的母聯(lián)分段保護設置和線路保護設置有很多相似之處，在設置分段保護裝置時，將智能變電站終端設備和合并單元連接起來，不利用相關網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行保護跳閘和直接采樣，這樣可實現(xiàn)智能變電站的母聯(lián)保護跳閘。同時，結合智能變電站的運行特點和設計要求，智能變電站的分段保護必須采用單套配置方式，從而實現(xiàn)對智能變電站的準確測控和安全保護。當前，智能變電站的分段保護跳閘主要采用點對點直接跳閘方式，利用GOOSE網(wǎng)絡對各個保護分段實現(xiàn)母聯(lián)保護。

總之，智能變電站是我國變電站系統(tǒng)未來發(fā)展的重要趨勢，和傳統(tǒng)變電站相比，其內(nèi)部結構形式更加復雜，電力設備更加多樣化，因此必須高度重視繼電保護配置，結合智能變電站的實際運行特點，優(yōu)化和改進繼電保護配置方法，加強繼電保護配置管理和控制，提高智能變電站的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

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