智能變電站系統繼電保護跳閘方式的研究

裴麗麗 張曉璐 楊水霞

摘要：本文點對點跳閘保護、網絡跳閘保護的跳閘保護方式進行對比分析，探討出更加合理的繼電保護跳閘方式，希望能夠有效提高繼電保護運行操作的準確性與安全性。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;跳閘方式;可靠性預計

隨著現代科技信息發展水平不斷提升，對智能變電站的保護系統提出更高且更具體的要求，其工作質量和效率遠遠超過傳統變電站，點對點跳閘與保護網跳閘在工作原理方面存在一定區別，在對繼電保護設備的可靠性預計過程中要對繼電保護設備進行具體分析，減少繼電保護設備當中對跳閘模塊預計不符的情況。

一、繼電保護系統中跳閘方式的類型

（一）點對點跳閘方式

在智能變電站系統繼電保護的點對點跳閘方式當中，將保護裝置到智能終端之間采用獨立光纖進行連接，通過光纖傳輸方式呈現保護跳閘的信號，其他信號通過網絡傳輸交換到過程層。這種保護跳閘方式引入了跳閘光纜，報文方式省略了中間環節，直接通過直達光纜進行傳輸，所以傳輸不依賴于網絡，在交換上不會出現延時情況。當出現跳閘命令之后，這個信號的傳輸不依賴于網絡，也不需要通過交換機，在交換方面準時效果非常好。而且系統能夠將跳閘命令安全傳輸，出現數據丟包而導致斷路器拒動風險的概率較低。劣勢是故障率較高，因為裝置的光口較多，CPU發熱量升高，導致裝置的老化速度加快。其硬件數量較多，施工量也會隨之增加，在對故障進行分析的時候工作量也會非常大，設備維護工作當中全壽命周期的造價較高。

（二）保護網跳閘方式

在智能變電站系統繼電保護的保護網跳閘方式智能變電站系統繼電保護跳閘方式研究當中，保護裝置與智能終端都連接到過程層交換機，保護跳閘的所有信號都通過網絡進行傳輸，其報文模式通過交換機進行傳輸。保護網跳閘使用的光纖熔接點較少，故障接點也相對減少，所以施工的任務量較小，當設備出現故障之后也能夠便于對故障部位進行分析。但是跳閘命令在傳輸過程中會存在中間環節，所以會存在一些延時，還有可能出現數據丟包造成的斷路器拒動的風險。如果交換機出現故障，那么多間隔斷路器就會出現拒動情況。采用網絡化傳輸能夠實現全站信息數字化以及通信平臺網絡化。點對點跳閘方式在可靠性、靈敏性等方面更加合理，在設備維護方面保護網跳閘則顯示出自身優勢，在國家電網變電站當中采用的是點對點跳閘方式，但是在一些南方電網公司使用的是保護網跳閘方式，繼電保護設備與本間隔的智能終端應采用點對點的保護方式，如果存在多間隔保護則要進行直接跳閘，所以要根據變電站實際情況實現相應的跳閘保護方式，從而對設備進行可靠、快速地保護。

二、繼電保護跳閘方式的可靠性方面

（一）抗電磁干擾能力分析

KEMA是電力產品測試、認證的權威機構，交換機需要得到其認可。以國際電工委員會提出的要求進行各方面測試，測試的項目包括靜態震動、抗電磁干擾等內容，使得變電站能夠在極限條件下正常使用。保護網跳閘方式受到的電磁干擾較小，它的連續運行能力較強，保護網跳閘方式利用交換機能夠更加穩定，在繼電系統的點對點跳閘保護當中依靠的只是光纖傳輸，受到網絡風暴以及電磁干擾兩方面的威脅，所以點對點跳閘保護運行的穩定性一般。

（二）抑制網絡風暴能力分析

導致網絡風暴情況的發生有三種原因：在繼電裝置當中出現異常情況會發出多個報文;非法裝置接入到網絡當中;網絡當中出現了大量的異常廣播。繼電保護網跳閘方式能夠有效地防御網絡風暴情況的發生，交換機可以發出未知單播地址的報文，或者對端口速率進行限制等方式提高對網絡風暴的抑制能力。

三、繼電保護跳閘實施策略

（一）繼電系統運行流程

繼電系統的運行主要包括三個方面，在中心站有限廣域的決策模塊當中出現故障，需要對故障的原件進行判斷，要通過故障的原件在變化中的位置對故障的模式進行初步判斷，并在中心站集中決策模塊選擇適合的子站，實現對中心站后備保護的效果。判斷子站是否滿足后備保護啟動條件需要對決策模塊的運行方式以及接線方式對應的后備動作進行判斷。如果是監控原件或者斷路器出現故障，如果滿足后備動作的條件，那么后備保護就會出現正確的出口，如果滿足返回條件，則后備保護動作就會被解除，中心站也能夠得到相應信息反饋。

（二）主接線不同時的跳閘策略

變電站當中會有不同的主接線，對應的跳閘策略也有所不同，當斷路器的保護動作失靈，那么相對來講經濟損失比遠后備保護動作較小，如果子站沒有安裝失靈保護裝置，出現斷路器失靈的情況會縮小遠后備保護的切除范圍和時間。如果子站安裝了失靈保護裝置，那么能夠根據廣域的信息判斷斷路器是否在失靈保護當中具備可靠性。常見的接線方式有三種：一是近后備指令，搜索故障原件的斷路器，在跳閘期間要對一級的斷路器元件啟動智能失靈保護;二是遠后備指令，在變電站的斷路器上連接本站的線路和故障原件組成遠后備動作原件;第三種接線方式的執行與上述情況相同，在雙母線的模式當中.主要應用于220kV及以上的變電站，只是呈現方式更加復雜。

（三）短路試驗

需要對開通的新線進行短路試驗，對全并聯供電的保護動作類型、保護之間的配合以及二次接線的準確性進行驗證，在全并聯供電方式的故障狀態進行模擬，對直供方式下的線路故障以及兩條饋線故障分別進行四項試驗，對跳閘的數據進行分析，得出饋線流互、壓互極性的正確性。在AT測距的故障報告當中能夠顯示出兩條饋線的電壓和電流，饋線保護裝置的跳閘報告能夠顯示出饋線的合成電流，對電流的合成數據進行比較，并分析出流互極性接線的正確性。通常合成電流的值與It-lf的值相等，如果合成電流值較小，則兩條饋線中存在一個流互極性接反。饋線保護裝置的跳閘數據表示出直供方式下的故障報告。正常情況下金屬性接地與高阻接地的跳閘角度是銳角，如角度在180-270度之間，那么T線的流互和壓互當中存在一個極性接反。在對繼電設備進行送電之前和短路試驗之后，要對變電所后臺和保護裝置的定值進行核對，按照統一的定值進行設定，保證定值一致且數值相同。

參考文獻：

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