變電站擴建繼電保護改造技術

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隨著我國國民經濟的快速發展，社會對電力的需求日益增加，而電力產業作為我國重要的支柱產業，也得到了迅猛的發展。近年來，智能變電站以其獨特的優勢，越來越受電力工作人員的青睞，得到了廣泛的應用，與此同時，智能變電站的擴建工作也在不斷推進。對此，本文展開了相關探討。

1 變電站特征

1.1 變電站結構特征

傳統的變電站所具備的網絡結構，特征并不明顯。系統內部的一次和二次設備，都使用電纜的硬接點以及后臺通信方式進行連接。新型的變電站，將各部分的設備，都融合到網絡結構當中。通過此種方式，能夠實現系統內部信息數據共享，為全網的智能化奠定基礎。

1.2 保護接口特征

傳統變電站保護工作，僅支持傳統的100V或者5A類模擬量接口，與之相比，新型的變電站保護接口，不僅可以實現點對點模式，同時還滿足GOOSE模式下的SV與GOOSE接口。新型的變電站，對于接口的保護效率更高，系統的穩定性也能得到提升。

1.3 二次設備布置特征

傳統的管理模式當中，變電站微機保護主要是將交流輸入組件、A/D轉換組件以及開入/開出等設備組件，進行系統連接。新型變電站對一次設備和二次設備的功能，進行了重新定位。將原本的保護裝置交流輸入組件和A/D轉換組件進行了結合。通過此種方式，形成了新的合并單元，減少了電纜和電纜溝有關工作的設計難度與占地面積。

2 我國變電站繼電保護系統的主要任務

在我國電力系統正常有效運行的過程中運行故障可能導致的后果有4點。首先是運行電路出現故障，就會使故障點出現短路電流，短路電流會造成出現故障的電氣元件損害的問題；其次是運行電路出現故障時，短路電流如果流經非故障的電氣元器件，就會造成非故障元器件受到損壞或者是影響非故障元器件的使用壽命；再次是如果運行電路出現故障，就會導致運行電壓下降，這樣會嚴重地影響電力用戶的電力使用效果，給電力用戶帶來諸多用電上的不便；最后是在運行電路出現故障的過程中，由于電力系統的運行多為并列運行，這樣就會造成整個電力運行系統出現不穩定的問題，嚴重的情況下會造成電力運行系統的運行震蕩，使整個運行系統出現系統崩潰。根據上文的闡述，我們可以確定變電站中繼電保護系統的主要任務，首先是在電力運行系統出現故障的過程中，能夠有針對性的、自動的、快速地進行運行系統故障的排查，將出現故障位置的電氣元器件進行切除，避免出現故障的電氣元器件遭受進一步的破壞，同時要確保沒有出現故障的電氣元器件能夠正常的運行，不受故障源的干擾；其次是在電力運行系統出現不穩定運行的過程中，變電站的繼電保護系統要在第一時間進行相應的處理，發出不正常運行警示信號，減少電力運行負荷，嚴重的情況下執行跳閘指令。在執行跳閘指令的過程中我們要求繼電保護系統能夠有效地同重合閘相互配合，這樣就能夠保障系統故障排除之后第一時間合閘，保障電力運行系統繼續穩定運行。

3 擴建技術方案與調試需求

3.1 電壓采樣回路改造

該變電站利用交流采樣方式，具體為合并單元＋常規互感器，為了方便變電站進行擴建，交流電壓采樣按照如圖1所示的流程進行。首先，擴建中兩套母線電壓合并單元的電壓采用并列切換把手的方式，即Ⅱ母/ⅠB母、ⅠA母/ⅠB母以及ⅠA母/Ⅱ母都輸出相應的電壓信息。其次，對4 1 0 0GOOSE斷路器合閘接點進行短接，并把ⅠA母/ⅠB母電壓并列把守切換到“ⅠA并ⅠB”，為了保證母線二次電壓能夠穩定輸出，需要將其長期調到上述位置。因為該變電站運行時間相對較差，采用并列邏輯的方式進行運行，并且現階段的規范和標準已經將并列邏輯方式消除。再者，將全部主變間隔和出線都連接到母線合并單元位置，然后按照間隔刀閘的位置以及母線的運行模式進行電壓切換，該變電站利用三段母線電壓，為了實現對母差的保護作用，所以選擇Ⅱ母電壓。該變電站擴建工作完成后，母線采用單分段接線模式，接入ⅠB母PT、分段4100GOOSE和母聯4600GOOSE，圖2為擴建之后的交流電壓采樣邏輯結構示意圖，改動部分如虛線所示。所有間隔按照間隔刀閘的位置和母線運行模式對電壓進行切換，選擇Ⅱ母電壓，并將ⅠA母/ⅠB母的并列邏輯功能取消。

圖1 擴建前交流電壓采樣邏輯圖

通過對變電站擴建前后的交流電壓邏輯進行對比分析，該變電站全部在運間隔保護設備、母線合并單元互感器經合單元都不必進行調整，只需要修改電壓并列邏輯就能夠完成擴建調試工作。因為該變電站投入運行的時間相對較長，所有在運間隔到母線合并單元的電壓互感器經合單元采樣虛端子都沒有在SCD中進行配置，而是和廠家商議后采用母線合并單元虛端子鏈接的方式。

圖2 交流電壓采樣邏輯結構示意圖

3.2 擴建間隔接入母線保護

該變電站采用的母線保護全部按照分段接線配置的方式，并將母線合并單元輸出的電壓接入，并且將互聯壓板投入到保護裝置中，主變間隔和全部出線都采用母線1或者3的模式。對SCD文件進行修改后完成上述配置，下載并安裝新產生的母線保護C I D文件。但是，因為該變電站母線保護選用的版本過于老舊，在進行配置文件更新時，必須由生產廠家專業技術人員將CID文件導出，然后再進行大量數據信息的人工配置。

4 安全措施與調試方案

4.1 SCD文件配置修改

修改完所有的SCD文件配置，為了準確識別修改前后之間異同，需要利用解析軟件對其修改前后的參數進行對比，對新增母線保護變動和母線合并單元的配置情況進行重點檢測，保證其配置的準確性，避免對其他設備配置產生修改，無法正常對系統進行保護的現象發生。

4.2 母線合并單元配置更新與電壓并列邏輯試驗

因為試驗過程中ⅠA母、ⅠB母、ⅠA母線PT處于運行情況，Ⅱ母、ⅠB母、Ⅱ母PT處于檢修情況，所以兩套母差保護都沒有啟動。為了保證試驗能夠安全、穩定的運行，需要采取以下安全策略：對所有在運間隔和第一套母線合并單元的保護狀態進行核對，保證其處于關閉狀態；將第一套母線合并單元到PT的中間連片斷開，將端子排外邊的接線拆除，為了實現安全隔離，需要采用絕緣膠布進行包裹；該變電站的兩套母線電壓合并單元由一套電壓并列把手進行控制，所以在進行試驗時，不能夠對并列把手進行同時切換和試驗，為了完成試驗需要采用短接接點對并列把手進行模擬的方式；更新完母線合并單元配置之后，兩套母線電壓將會失去并列功能，為了保障在試驗過程中能夠對電壓進行有效采樣，需要在ⅠB母線電壓端連接ⅠA母線二次電壓，連接過程中采用短接的方式，同時將前者電壓端子的連片打開，為了防止出現破壞連接的現象，需要做好隔離保護措施，必要時還需要設置警示標識；當并列邏輯試驗、電壓采樣功能試驗、合并單元配置更新試驗結束后，需要將電壓并列把手取消[1]。

5 結語

隨著電網建設發展進程的加快，變電站作為電網結構的重要組成部分，加快其擴建工作的需求不斷增加。值得注意的是，在進行擴建時需要根據工程的具體狀況和需求，采取科學、合理的方案和策略，保證擴建工作能夠安全、有序進行。文章以某變電站擴建工程為例，探析了二次繼電保護優化方案，希望能夠為類似變電站擴建工程施工人員提供一定的參考。