110kV智能變電站繼電保護研究與設(shè)計

劉志洪

（云南電網(wǎng)有限責任公司昆明供電局，云南 昆明 650000）

0 引言

智能變電站在運行過程中，大部分的設(shè)備都具備智能性，有助于變電站向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及規(guī)模化的方向發(fā)展[1]。目前，變電站想要有效的實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各種信息相互交織、設(shè)備自動監(jiān)測、信息有效管理功能等，就必須及時的應(yīng)用人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及傳感器技術(shù)等對各種數(shù)據(jù)進行采集、傳輸以及分析，以此在監(jiān)控中心建立一個高效率的監(jiān)測管理平臺對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

1 智能變電站繼電保護裝置配置方案

1.1 110kV及以下電壓等級線路保護配置方案

對于110kV及以下電壓的變電站可以有兩種形式對線路進行保護，一種是主變保護形式，另一種就是后備保護形式。在使用主變保護形式的過程中要結(jié)合雙套配置的方法一起進行，因此，線路中的MU配置與線路保護不僅要相匹配，同時也要將雙套配置方法有效應(yīng)用才可以[2]。單套配置方法也可以有效的應(yīng)用在智能終端處，但是在此過程中，要將單獨網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在與主變保護之間的聯(lián)系上。

相關(guān)工作人員要充分的了解和掌握線路保護的需求，在系統(tǒng)中將電壓采樣記錄好，因為電壓采樣在一定程度上可以為MU間隔將母線電壓MU進行有效的整合，從而在對間隔保護的過程中將電壓以及電流間隔進行科學合理的組合，在很大程度上有利于減少因為網(wǎng)絡(luò)間隔而造成延時的狀況，進而在間隔單元中就將網(wǎng)絡(luò)對時有效的完成。除此之外，相關(guān)工作人員在SV網(wǎng)絡(luò)上采集電壓信號，在很大程度上使得網(wǎng)絡(luò)延時時間得到切實有效地降低，進而減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)資源浪費現(xiàn)象，滿足了繼電保護裝置的具體要求。110kV電壓等級線路保護裝置主要采用的是以點對點的方式對線路進行保護，以此在線路和母線的ECT以及EVT上獲得電流和電壓。詳細的110kV線路保護裝置方案如圖1。

1.2 主變保護配置方案

根據(jù)電壓等級的不同配置方案來看，主變保護配置方案也存在著較大的差異，主變保護配置方案主要分為單套配置和雙套配置。在對變壓器進行保護的過程中，可以采取直接方式將斷路器動作停止，而在跳母聯(lián)、啟動失靈、分段斷路器以及閉鎖備自投等各個方面可以采取GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸變壓器開展有效地保護措施[3]。GOOSE網(wǎng)絡(luò)在很大程度上能夠有效地接收到變壓器對失靈保護跳閘的指令，以此將有兩種方案可實行。

圖1 110kV 線路保護配置方案

（1）單套主變保護配置。變壓器保護在響應(yīng)速度上具有較高的可靠性、高效性以及安全性，因此，將主變保護和后備保護分區(qū)開來，制定出一個科學合理的單套配置方案，如圖2，將差動保護轉(zhuǎn)變?yōu)橹髯儽Ｗo，并有效地將光纖與變壓器的各種電壓等級側(cè)智能終端進行有科學合理的單元合并以及連接；而后備保護裝置將各種電壓的等級側(cè)備保護建立了一個保護合一裝置，并在此基礎(chǔ)上有效地應(yīng)用了光纖與各電壓等級側(cè)的智能終端以及MU連接。

在使用主變壓器對繼電保護的過程中，要求其具備優(yōu)良的采樣同步以及響應(yīng)速度快等特點，大部分時候都是采用光纖構(gòu)成的組網(wǎng)方式，在很大程度上有效實現(xiàn)了設(shè)備采樣以及設(shè)備跳閘。在主變保護的單套配置方案中，智能終端將硬接線與開關(guān)進行有效的連接，而MU則將一次配置直接接入到現(xiàn)場。在配置方案中，主變保護的后備保護動作則是在母聯(lián)以及分段開關(guān)上進行的，而變電站低壓側(cè)的主變保護以及后備保護在變電站母線保護上也是一樣的存在，因此，將多套保護裝置有效地安裝在母聯(lián)以及分段開關(guān)上，以此有效地提高后備保護的安全性以及可靠性。有效地采用直接采樣以及直接跳閘的方式，在一定程度上有效的減輕了硬件冗余；采取GOOSE網(wǎng)絡(luò)在低壓側(cè)中有效的實現(xiàn)對設(shè)備的保護以及信息傳輸情況，在一定程度上使得網(wǎng)絡(luò)冗余變得較大，進而可以采取網(wǎng)絡(luò)跳閘的直接方式將后備保護有效地應(yīng)用到母聯(lián)以及分段開關(guān)上。

圖2 單套主變保護配置方案

（2）雙重化主變保護配置。雙重化主變保護配置一般都是在雙母線接線形式上應(yīng)用，在此過程中各電壓等級側(cè)的智能終端以及合并單元都需要雙配套裝置共同使用。有效地使用直接電纜跳閘的方式能夠?qū)⒎请娏勘Ｗo得以實現(xiàn)，而有效地將非電量時延就可以有效地應(yīng)用到非電量保護[4]。雙重化主變保護配置在很大程度上使得每一套裝置都具備主變保護和后備保護，電壓等級側(cè)配置也可以有效地應(yīng)用雙重化標準，如圖3。

在配置中可以充分的利用斷路器以及采用直接采樣、直接跳閘的方式將主變保護得到有效的實現(xiàn)，充分的利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)將智能變電站更加具備網(wǎng)絡(luò)化的形態(tài)，有效地、快速地傳輸故障跳閘指令，進而在主變保護和后備保護各電壓等級側(cè)斷路器中接入非電量回路，以此有效地實現(xiàn)故障的跳閘動作；與此同時，GOOSE網(wǎng)絡(luò)還能接收到變壓器主變保護和后備保護的跳閘指令，并在智能終端上采集跳閘指令的數(shù)據(jù)信息，進而將它們傳輸?shù)竭^程層。主變保護的形式主要是針對主單元以及子單元的分布式保護，進而有效地實現(xiàn)對變壓器的保護配置[5]。在一般情況下，將智能終端與非電量保護進行科學合理的整合后，將他們都安置在戶外的變電柜中，然后再采用硬接線直跳的方式進行非電量保護，而光纖連接方式在一定程度上將測控信息傳輸?shù)竭^程層和間隔層之間。

圖3 雙重化保護配置方案

1.3 母線保護配置方案

現(xiàn)階段，我國針對智能變電站繼電保護技術(shù)措施提出了具體的要求，在母線保護配置過程中，必須要采用光纖作為保護配置方式，以此才能有效地實現(xiàn)連接線纜直接采樣、直接跳閘方式的目的[6]。這種母線保護配置方案是單套配置，如圖4，采用光纖在很大程度上能夠有效地接收到對母線進行保護時采集的電流信號以及開關(guān)量信息信號等，相關(guān)工作人員再對其詳細的分析，能夠?qū)⑦@些信息有效地傳輸?shù)礁鱾€間隔之中，以此實現(xiàn)間隔的正常運行[7]。

母線保護配置方案的主要工作方式是：第一，充分的了解和掌握每一個智能開關(guān)的工作狀態(tài)，繼而有效地在GOOSE網(wǎng)絡(luò)上下發(fā)相關(guān)的報文任務(wù)；第二，MU充分的利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)將報文傳輸?shù)礁鱾€間隔之間，以此有效的達到母線保護的目的；第三，在進行母線保護的過程中將每一個間隔的采樣信息都詳細的收集起來；第四，當母線區(qū)域發(fā)生故障時，母線保護就將GOOSE報文相應(yīng)的發(fā)送到該區(qū)域。

圖4 母線保護配置方式

2 結(jié)語

綜上所述，采取有效地繼電保護方案在很大程度上有利于提高智能變電站設(shè)備在運行過程中的安全性、可靠性以及高效性，對智能變電站的發(fā)展具有十分重要的作用和意義。相比較傳統(tǒng)的、單一的繼電保護技術(shù)來說，智能變電站技術(shù)具有更多的優(yōu)勢，它將信息共享技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、檢測技術(shù)等有機的融合到一起，進而避免了信息“孤島”的現(xiàn)象，以此有效的提高了對變電站保護的及時性以及高效性，在很大程度上為人們提供了優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。