110 kV智能變電站繼電保護研究

秦漢瑋

（湖北省電力有限公司武漢供電公司變電運維室，湖北 武漢 430050）

0 引 言

國家電網公司早在2009年5月已經提出骨干網架為特高壓電網，且各級電網需要做到協調發展，將互動化、信息化以及自動化等特點作為智能電網的建設目標。智能變電站作為其基礎，其建設會對總目標產生直接影響。尤其是繼電保護，是確保電網穩定安全運行的第一道防線，需要智能變電站在保持基礎功能的同時加強繼電保護。

1 110kV智能變電站保護配置

110 kV變電站的主開關通常為常規開關，站內設置電子式互感器，只是尚未實現一體化平臺和智能應用。但是，110 kV變電站內部的繼電保護裝置、自動化系統、網絡方式等建設都提供了參考意見，其網絡結構與110 kV智能變電站的要求相匹配。110 kV智能變電站內部過程層使用GOOSE網和SV網方式，其保護配置涵蓋母差保護裝置、故障錄播器以及線路縱差保護裝置等[1]。另外，110 kV母差與主變、合并單元等都實行雙重化配置，從而充分體現110 kV智能變電站繼電保護配置要求。

2 110kV智能變電站繼電保護分析

2.1 線路保護

110 kV智能變電站要實現智能應用以及一體化平臺，需要注重站內保護，并且突破測控功能，按照設備做好相應間隔。基于線路保護，一般會考慮直接采樣和跳斷路器做法，然后利用GOOSE網的啟動等重要功能。線路間隔內的保護測控裝置應該滿足與GOOSE的信息交換，然后通過點對點連接以及傳輸方式、合并方式進行相互銜接。需要強調的是，該過程中合并單元和保護測控裝置的連接、傳輸數據等都是直接采樣，然后通過連接智能終端實現直接跳閘，而無需通過GOOSE網。但是，跨間隔信息接入保護測控裝置時要利用GOOSE網實現信息傳輸[2]。當斷路器出現偷跳問題時，需禁止實施合閘操作，務必要先檢查斷路器保護裝置、操作機構以及二次回路等的缺陷。如果只能觀察不能檢查，就要準確記錄信號與現象，預防在查找環節再次出現斷路器誤跳現象，同時匯報調度使斷路器繼續運行。如果斷路器偷跳又不能判斷故障原因，就需運行人員依據調度要求停電，交給上級部門處理。

2.2 變壓器保護

就相關規程來看，110 kV智能變電站變壓器可以對雙套設備加以保護，且使用主后備保護的一體化配置。如果主后備繼電保護分開配置，那么就可以實現測控裝置、后備保護的一體化處理。一旦110 kV智能變電站選擇的是雙套配置保護變壓器，各個側合并單元、智能終端使用雙套配置，對于中性點電流和間隙電流則會直接接入對應的側合并單元。如果選擇直接采樣的方式，就可以選擇跳各側斷路器；如果變壓器的保護使用分段的斷路器、閉鎖備自投和啟動失靈等，就可以通過GOOSE來滿足傳輸要求，然后經過GOOSE網接受相應命令，從而順利實現目標。

變壓器的高中低壓側合并單元在接受電流電壓信號后，會直接將其傳送到SV網與保護裝置中。因為無法從SV網中直接提取數據，也就滿足了信號直接采樣的需求[3]。高中低壓側智能終端不僅和GOOSE網連接，還直接和保護裝置連接，使得變壓器保護裝置利用智能終端直接跳閘。另外，主變三側智能終端可以滿足冗余配置，其主變本體滿足單套配置智能終端，且賦予了上傳非電量信號、保護有載開關等功能。對于變壓器非電量保護，還需要直接就地電纜跳閘，在現場保護配置本體智能終端，并按照GOOSE將非電量動作報文、控制接地刀閘等信息逐一傳遞出去。

2.3 分段保護

110 kV智能變電站分段保護方案和線路保護基本類似，且結構也非常簡單。因為分段保護裝置和合并單元、智能終端直接相連，分別通過不同網絡交換數據，所以可以滿足直接調整與直接采樣的功能[4]。另外，智能終端、保護裝置以及合并單元等設備可利用獨立GOOSE網和SV網跨間隔傳輸信號。110 kV智能變電站分段保護適合單套配置，這樣可以滿足測控與保護一體化要求。它的跳閘使用的也是點對點直跳，通過GOOSE可以滿足主變保護跳分段，從而利用GOOSE網傳輸分段保護啟動母線失靈。

2.4 變電站層保護

110 kV智能變電站的變電站層采用集中式后備保護，通過自適應技術與在線實時自整定技術實現雙重配置[5]。當變電站正常運行時，供電系統的設備和繼電保護裝置在額定工況下使各種儀器儀表、傳感器等處于正常工作訪問狀態。此時，只需通過繼電保護實時監控供電系統運行狀態并報警，即可保證系統正常供電運行。當供電系統供電運行有異常時，應通過繼電保護裝置發出報警信號，使維護人員及時開展維護處理工作，確保供電系統正常安全運行。當供電系統出現故障時，如果一些電纜短路導致部分設備發生運行故障，為防止故障更嚴重、損失更大，應通過繼電保護裝置自發切斷系統故障部分，保證其他電網運行的正常與穩定。

3 結 論

隨著國家陸續發布智能變電站相關標準，各地紛紛加快變電站建設與改革，這對電網發展具有重要作用。智能變電站和傳統變電站相比出現了較大的技術變革，繼電保護裝置改動較大，需要不斷加強并完善繼電保護，逐步提高110 kV智能變電站技術水平，從而提高智能變電站運行的穩定性與安全性，為智能電網建設提供可靠支撐。

參考文獻：

[1] 張尚然.智能變電站繼電保護技術研究[J].工業控制計算機，2016，（5）：132，135.

[2] 肖文婧.淺談110kV智能變電站繼電保護問題[J].中國高新技術企業，2015，（29）：141-142.

[3] 馮迎春.提高智能變電站繼電保護可靠性的措施分析[J].工程建設與設計，2017，（20）：35-36.

[4] 劉芳奇.加強110kV智能變電站建設運行維護管理的重要意義[J].通訊世界，2016，（13）：126-127.

[5] ZHENG Yu-ping，WANG De-lin,ZHOU Ze-xin,et al.Hierarchical Protection Control System of Smart Substations[J].Journal of Modern Power Systems and Clean Energy，2014，（3）：282-288.