傳統500?kV繼電保護的智能化改造分析

王彥

摘 要：隨著科學技術的發展，智能化技術也得到了快速發展。在進行智能化改造時，首先要保護線路與開關，并加強500 kV母差保護，可利用智能化保護中配置傳統開關量輸入/輸出、報文等傳輸方法，實現傳統開關量輸入、輸出與母差結合，提高供電安全。

關鍵詞：繼電保護 智能化改造 改造方案

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0058-02

1 對改造方案進行比較

1.1 第一種方案

第一種方案根據串控制停電操作，結合實際情況完成Ⅰ與Ⅱ母線母差失靈的靈智能化操作。經過分析發現，此種操作方法的主要特點是停電次數較少，一般只進行一次。缺點是：對500 kV完成智能化后，保護配置的輸入與輸出必須要與傳統母差配合完成保護，此外，還要讓GOOSE報文傳輸配合母差完成智能化操作，保證足夠冗余。

1.2 第二種方案

第二種方案首先對Ⅰ母差保護實施智能化改造，然后及時關閉Ⅰ段母線側的開關；給Ⅱ加強母差智能化保護，將Ⅱ中所有母線側開關停止；最后按串完成停電，保證同一串設備均進行智能化改造。該方案的主要特點是僅給智能化母差保護裝置輸入、輸出及GOOSE報文傳送相關功能。該種操作的投資較少。缺點是：工作量較大；由于單母線運行，對系統供電可靠性造成影響。

1.3 第三種方案

第三種方案要求必須獨立安裝保護裝置，同時停止全站內實施的第一套保護，并給其接入電壓、電流、開關，完成相關測試后再應用；第一套保護停止后，還要停用第二套保護。

該方案的主要特點是保證二次回路的完整性，減少投資量。缺陷是進行兩次停電，500 kV系統產生的風險較大；對第一套保護進行改造時，必須斷開二次回路；進行第二套智能終端調試時，必須控制間距。

經過分析發現，第一種方案具有停電時間短暫、運行操作步驟少等特點，該次選擇第一種方案操作。

2 500 kV保護改造

2.1 傳統500 kV保護二次回路的工作原理

圖1展示了500 kV的傳統二次回路，線路1中的第1、2套保護其啟動相關兩個開關的重合閘、失靈及閉鎖重合閘；線路開關失靈后，必須啟動線路1中的第2套保護跳閘后再啟動500 kV Ⅱ母線的1、2套保護，一旦主變開關失去靈敏度，還要啟動1號主變聯調兩側的開關，延時跳母聯分段開關；500 kV母線保護動作閉鎖重合閘。

2.2 智能化500 kV保護二次回路原理

智能化500 kV保護GOOSE原理圖中的虛線是光纜，實線為電纜。線路1中的第一套保護主要有動作跳5013開關與5012開關第一跳圈組成；一般線路保護收到線路對側的保護“遠跳允許”信號后，就會發出命令，然后傳送給GOOSE報文的接地判別裝置，實現5013開關、5012開關動作與失靈保護；5013開關失靈瞬跳本開關，延時啟動母差失靈及跳5012開關，同時閉鎖5012開關重合閘；5012開關失靈瞬跳該開關，延時跳5011和5013開關，同時閉鎖5013開關重合閘，啟動線路遠跳或者主變跳三側的開關。

2.3 了解500 kV開關保護智能化方案

500 kV整個繼電保護智能化改造所需的時間較長，而且500 kVⅠⅡ 段母線均不能與傳統母差保護的第一串繼電保護智能化同步，但是進行母差保護使，必須完成最后一串設備同步，再接通所有電流及跳閘回路。所以必須提高傳統母差可靠性。

2.4 500 kV智能化改造準備

該次以Ⅱ側母線進行分析。第一，Ⅱ段母線TV的三相電壓一般借助母線壓變端子箱完成相關操作。第二，Ⅱ段母線電壓合并單元和5013開關電路合并單元的敷設光纜全部實施智能化母線保護。第三，5013開關智能保護可從5013開關電流合并單元與線路1電壓合并單位中得到所需電流與電壓；可以利用光纜獲得5013開關信息。第四，將智能化母線敷設到5013智能終端柜，完成母線保護跳閘；利用GOOSE網絡控制5013開關失靈功能。第五，臨時敷設電纜實現傳統母差保護動作啟動開關失靈功能。第六，線路1通過光纜從5013開關電力合并單元及線路1電壓合并單位得到電流與電壓采集值；光纜連接5012與5013開關智能終端柜；從GOOSE網絡實現開關重合閘操作。

2.5 實際操作

如圖2所示，虛線表示二次回路電纜，實線是光纜，以第一串為例，第一，停用第一串設備，保護屏直流與交流分開；第一串線路保護、5012開關保護劑監控裝置、5011開關保護、5013開關保護和1號主變保護要保留5011與5013開關測控裝置和控制電源。第二，拆除二次電路與5012回路，并將5012開關接入到5012開關智能終端，將5012三相電流接入到5012開關電流合并單位。第三，拆除線路1TV到線路1電壓子箱的二次電纜，敷設到電壓合并單位的二次電纜。第四，拆除5013開關到電流端子箱除母差保護的所有二次電纜，并敷設5013開關到5013電流合并二次電纜。第五，拆除二次電路和5013開關端子箱的開關線路，5013開關及閘刀機構要設置到5013開關智能端。第六完成500 kV智能化后，將傳統母差保護二次回路全部拆除并接入開關合并單位電流回路。第七，給智能化母差保護實施帶負荷試驗、退出系統等操作。

3 改造500 kV主變保護智能化

第一，檢修本體和兩側開關，拆除主變中性點端子箱和二次回路。第二，完成主變220 kV側TA傳輸到合并電源的二次電流電纜敷設操作，拆除主變220 kV側TA到主變220 kV開關端子箱與二次回路。第三，給主變220 kV開關機構箱到主變220 kV智能終端二次電纜連接新節點；保留主變220 kV開關端子箱。第四，要求智能化主變必須進行220 kV后備保護開關失靈判斷操作，而且局部輸入/輸出及GOOSE報文傳輸功能。一般傳統保護輸入和輸出，均能進行主變保護啟動220母線失靈保護、母差保護、220 kV開關失靈保護聯跳三側開關等操作。第五，完成220 kV系統保護智能化操作后，可以借助GOOSE報文傳輸完成以上操作。

4 結語

進行傳統500 kV繼電保護智能改造時，必須對傳統與智能之間的融合問題進行分析。同時還要提高智能化500 kV邊開關的輸入、輸出與GOOSE報文功能，還要結合實際情況進行處理。

參考文獻

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[2] 陳必鼎.50kV繼電保護智能化改造方案分析[J].科技與創新，2015（18）：67-68.