110 kV數字變電站繼電保護研究

劉東蕓

(甘肅鋼鐵職業技術學院 電氣工程系，甘肅 嘉峪關 735100)

在數字變電站自動化領域中，微機保護與測控技術得到了廣泛研究應用，創造出了眾多現實價值。繼電保護作為數字變電站日常安全穩定運行過程中的重要內容，其工作水平會直接影響市場用戶的日常生活工作用電質量。因此，現代電力企業必須高度重視110kV數字變電站繼電保護工作，要安排專業人員對其展開深入研究，設計出最佳繼電保護配置方案，全面提高110kV數字變電站繼電保護水平，充分保障繼電保護系統的有效性。

1 數字變電站主要特征

1.1 信息傳遞共享

與綜合自動化變電站一樣，數字變電站在日常運行過程中也需要有效采集此設備信息，不同點在于數字變電站通信標準和信息模型都是統一的，屬于公用通信網絡體系。數字變電站不同子系統的日常信息傳遞共享都要依賴于公用通信網絡完成，在成功接收到一次設備相關數據信息后，就可以基于公用網絡有效發布控制命令。

1.2 采用電子式互感器

與綜合自動化變電站不同，數字變電站建設采用的是電子式互感器，而綜合自動化變電站則采用的是普通傳感器[1]。普通傳感器的弊端在于絕緣復雜、動態范圍小以及容易呈現出飽和狀態。而通過在數字變電站中合理運用電子式互感器則能有效打破這些弊端，使其能夠更好地滿足現代變電站的智能化、信息化、數字化的發展要求。

1.3 穩定可靠性良好

光纖作為現代數字變電中信號傳輸的核心介質，與傳統電纜介質相比，前者優勢在于具備了較強的抗干擾能力，能夠充分保障電力系統運行的穩定可靠性，而且還可以有效杜絕二次回路兩點接地故障的出現。數字變電站建設采用的是公用網絡平臺，不僅能夠減少電力企業二次接線的工作量，還可以提升接線工作質量和效率。數字變電站能夠優化整合各項設備資源，并在IEC61850標準支撐下，科學有效地秉承了分步分層結構體系，利用特殊通信服務映射以及抽象通信服務接口技術對各項數字信息進行有效傳遞和指令控制執行。

2 110 kV數字變電站繼電保護基本原則

與高壓變電站相比，當前的110 kV數字變電站級別層次較低，所要配置的相關設備無需那么復雜。在110 kV數字變電站繼電保護過程中要注意以下原則：第一，基于原有安全可靠的前提條件下，數字變電站繼電保護工作對安全可靠性的要求更高，需要從不同方面對繼電安全保護問題進行研究。第二，常見的GOOSE網絡、SV網絡等，它們都有著一定獨立性，相互之間不會產生干擾。同時，數字變電站中的數據控制器端口也有著獨立性特點，當不同網絡在實踐開展數字變電站繼電保護作業時，它們不會受到其他獨立網絡的影響[2]。第三，如果數字變電站搭建過程中的接線形式符合國家相關技術標準，那么電力人員就可利用高質量電子互感器有效提升信號傳輸效率。第四，在實際應用過程中需注意裝置的一體化，實現對不同功能的優化整合。

3 110 kV數字變電站繼電保護配置方案設計應用

3.1 變壓器保護

在110 kV數字變電站繼電保護工作中，變壓器保護主要分為后備保護和差動保護。變壓器后備保護可以科學采用分布式保護方式，通過有效結合電壓等級、就地測量控制以及直接采樣等思路充分保障變壓器子單元后背保護的質量。我國110 kV數字變電站中的GIS設備通常分為兩種安裝設置形式，一種是室內安裝，另一種是室外安裝。GIS設備室內安裝的繼電保護設置可以通過在匯控柜中正確安裝保護控制測量智能單元，而室外安裝則可以通過在智能控制柜中有效安裝單元。在變壓器后備保護中，要想實現變壓器后備保護的就地化目標，全面提升變壓器后備保護的安全可靠性，就必須在后備保護中有效融入一體化的保護控制設備。在110 kV數字變電站繼電保護中，變壓器差動保護需要經過有效接收兩側子單元實時傳遞的數據信息來完成。若110 kV數字變電站應用的是GOOSE網絡，則該網絡可以承擔啟動失靈、變壓器保護跳母聯等故障信息的傳輸[3]。當變壓器差動保護接收到對應的失靈保護跳閘命令后，就能夠為110 kV數字變電站繼電保護提供有力支持。

3.2 線路保護

在110 kV數字變電站繼電保護工作中，電力企業要將該項重要工作與變電站日常運行情況監測控制相結合，并結合間隔開展單套配置。110 kV數字變電站線路保護方案是110 kV數字變電站線路每兩隔之間的保護測控裝置，一方面要與合并單元、智能終端有效連接在一起，另一方面還需與GOOSE單元展開連接，以完成數據信息的交換目標。110 kV數字變電站線路保護的測控裝置不需要通過GOOSE單元向其他單元進行信息傳輸，而是通過將獲取到的相關數據信息直接傳遞給對應終端，這樣就能夠有效達成對數字變電站的閘刀直接控制目標。在110 kV數字變電站中，電子式電壓互感器是被設置在線路與母線之間的，當電子式電壓互感器在接收到相關控制指令后，會將指令傳遞至合并單元，同時進行封裝作業，最后將控制指令傳遞給SV單元，以發揮出對數字變電站線路的實時保護監測作用。

3.3 母線保護

110 kV數字變電站的母線保護與線路保護有著一定相似之處，只是母線保護在結構層面上相對簡單一些。在母線保護過程中，不需要發揮出數據傳輸接收功能，只需進行直接采樣和直接跳閘等操作。因此，在110 kV數字變電站母線保護中，要確保保護裝置直接與智能終端、合并單元有效連接在一起。在進行智能變電站母線保護工作時，可以科學采用分布保護方式對相關保護裝置進行設計。在實踐優化設計過程中，要確保不同間隔相互之間采取獨立母線保護方式[4]。如果是針對110 kV數字變電站母線保護進行設計，則可以采用分段保護方式，在保護單元的同時，還能與智能終端、合并單元有效連接在一起，不需要利用網絡來進行各項數據信息的傳遞接收，可以直接進行各項數據信息的采樣檢測作業。通過合理采用母線保護裝置能夠完成跨間隔信息傳輸，并實現跳閘指令的下達控制。

3.4 小電源出線處理

在GOOSE通信機制的應用下，能夠在第一時間跳開發送閉鎖信號的小電源出線，主要原因是簡易母差的第一時限跳閘口并沒有設置跳閘控制字。當故障發生于110 kV數字變電站母線區內外部時，閉鎖信號會出現能發出和不能發出的分歧，若發生后者問題，必須基于快速動作準確切除變壓器低壓側開關。要想防止簡易母線保護發生安全故障，就必須確保小電源在其中能夠有效發揮出其傳遞閉鎖信號的角色作用。

4 結語

110 kV數字變電站繼電保護是一項極為重要的工作，是確保電力系統穩定運行的核心技術。電力企業必須充分認識到加強110 kV數字變電站繼電保護工作的必要性，深入總結實踐工作經驗，全面了解變電站內涵特征，并根據實際情況采用科學的安全保護措施，優化保護配置方案，全面發揮出110 kV數字變電站的繼電保護作用。