110kV智能電子繼電保護(hù)問(wèn)題

王再平

浙江省余姚市供電局，浙江余姚 315400

0 引言

近年來(lái)，智能變電站在變電站建設(shè)過(guò)程中得到了逐步的推廣，而智能電子繼電保護(hù)技術(shù)得到了迅速的推廣與應(yīng)用。在常規(guī)變電站以及數(shù)字變電站的基礎(chǔ)上，智能變電站通過(guò)先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，采用集成設(shè)計(jì)的方式，有效的提高了設(shè)備生產(chǎn)與=運(yùn)行過(guò)程中的可靠性，同時(shí)在環(huán)境保護(hù)以及能源節(jié)約方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。成為了下一代變電站發(fā)展的新趨勢(shì)。其中，電子繼電保護(hù)問(wèn)題成為了智能變電站的重要技術(shù)問(wèn)題，是整個(gè)變電站技術(shù)的關(guān)鍵。

1 智能變電站內(nèi)繼電保護(hù)設(shè)備的配置

1.1 線路保護(hù)的設(shè)置

對(duì)于110kV的智能變電站，為了實(shí)現(xiàn)變電站站內(nèi)保護(hù)和測(cè)控等功能，實(shí)現(xiàn)功能的一體化，最終達(dá)到對(duì)各個(gè)單套配置進(jìn)行間隔保護(hù)配置的目的。在智能保護(hù)線路當(dāng)中國(guó)，各個(gè)線路都是采用直接采樣、直接截?cái)鄶嗦菲鞯姆绞竭M(jìn)行線路保護(hù)的。然后利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)使得相應(yīng)的斷路器失靈，同時(shí)啟動(dòng)重合閘保護(hù)功能，該功能的具體設(shè)置電路圖如圖1所示。

圖1 線路保護(hù)實(shí)施方案

在該控制電路當(dāng)中，各個(gè)線路間隔保護(hù)測(cè)量與控制裝置中除了利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成信息交換工作之外，都是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、單元合并、智能終端控制等功能，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采樣以及直接跳閘，不需要通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)﹄娐穼?shí)現(xiàn)斷路保護(hù)。而在電路以及母線上設(shè)置的電子式互感設(shè)備能夠從中獲得對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，在與相應(yīng)的合并單元相連接之后，利用數(shù)據(jù)打包的方式完成數(shù)據(jù)的處理工作，然后利用通信光纖將信號(hào)傳輸至SV網(wǎng)絡(luò)和被保護(hù)測(cè)控設(shè)備當(dāng)中。在對(duì)跨間隔信息測(cè)控裝置進(jìn)行接入時(shí)，一般是通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸?shù)摹?/p>

1.2 變壓器保護(hù)的設(shè)置

以變電站的具體規(guī)劃設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，110kV變壓器的電量保護(hù)可以根據(jù)兩套線路來(lái)進(jìn)行設(shè)置，而在設(shè)置的過(guò)程中又可以采用主、后備保護(hù)相互分離的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)置，最終達(dá)到后備保護(hù)與策略設(shè)備一體化的目的，形成對(duì)變壓器保護(hù)的“雙保險(xiǎn)”保護(hù)。

當(dāng)當(dāng)變電站保護(hù)電路采用的是雙套配置設(shè)置方式時(shí)，其兩側(cè)所采用的合并單元（MU）、智能終端設(shè)備等都需要對(duì)應(yīng)的采用雙套保險(xiǎn)配置的方式。與此同時(shí)，在線路的中性點(diǎn)電流、間隙電流線路以及其相對(duì)應(yīng)的MU側(cè)都同時(shí)采用雙套保護(hù)設(shè)置。一旦變壓器出現(xiàn)故障，諸如：保護(hù)跳母聯(lián)、線路各分段斷路器以及閉鎖設(shè)備自投、啟動(dòng)故障出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，都能夠利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障設(shè)備信息進(jìn)行傳輸，之后變壓器的各個(gè)保護(hù)設(shè)備以及智能終端通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得并執(zhí)行故障跳閘指令，將故障變壓器與各側(cè)端斷路器斷開(kāi)。

而針對(duì)主變壓器的高、中、低壓側(cè)的職能終端設(shè)備，則應(yīng)該盡量采用冗余配置的線路保護(hù)方式；針對(duì)主變壓器本體自身的智能終端則應(yīng)該盡量采用單套配置的方式進(jìn)行設(shè)置。在設(shè)置的過(guò)程中應(yīng)該確保主變壓器自身的智能終端能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)非電量保護(hù)、本體非電量信號(hào)的上傳等功能進(jìn)行線路保護(hù)。

1.3 母聯(lián)保護(hù)的設(shè)置

在設(shè)置母聯(lián)分段保護(hù)的設(shè)置時(shí)，其設(shè)置原理圖與圖1方案所設(shè)置的線路保護(hù)相類(lèi)似，同時(shí)在結(jié)構(gòu)方面也更為簡(jiǎn)單。在對(duì)分段保護(hù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，可以將合并單元與智能終端設(shè)備進(jìn)行連接，最終達(dá)到不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)直接采樣和保護(hù)跳閘功能就可以實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)跳閘的目的。

根據(jù)對(duì)應(yīng)的規(guī)程，110kV的分段保護(hù)必須通過(guò)對(duì)應(yīng)的單套配置方式才能達(dá)到保護(hù)和測(cè)控的目的。110kV的分段保護(hù)跳閘能夠采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接跳閘的方式，而其他的保護(hù)分段則必須采用GOOSE 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的方式才能達(dá)到母聯(lián)保護(hù)的目的。

2 智能繼電保護(hù)中實(shí)施的測(cè)試檢驗(yàn)

繼電保護(hù)是整個(gè)確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的根本保證。因此，在設(shè)置的過(guò)程中應(yīng)該以可靠性、選擇性以及靈敏性作為其設(shè)計(jì)方式的選擇以及設(shè)計(jì)原則，對(duì)站內(nèi)繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)置。

在智能變電站當(dāng)中，由于采用了電子式互感設(shè)備，且在變壓器、斷路器等大量的以一次設(shè)備中加裝了智能處理單元，使得既有的保護(hù)裝置能夠利用光纖來(lái)進(jìn)行信息傳遞，進(jìn)而能夠利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。智能繼電保護(hù)帶來(lái)的這種現(xiàn)象就要求設(shè)備在變化之前必須對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試的過(guò)程中，考慮到智能繼電設(shè)備的出現(xiàn)主要是對(duì)信息傳遞方式的改變，因此在進(jìn)行邏輯功能檢驗(yàn)的過(guò)程中盡量與原有保護(hù)系統(tǒng)保持一致，而是采用已經(jīng)成熟的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和方式，主要進(jìn)行如下幾點(diǎn)內(nèi)容的工作。

2.1 采用光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行信號(hào)采集

之前采用在輸入端輸入保護(hù)裝置電壓、電流的模擬信號(hào)的方式進(jìn)行信號(hào)采集，而且傳統(tǒng)的保護(hù)測(cè)試儀器只能輸出一些模擬信號(hào)量。而在采用光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀之后，能夠直接將其接入到保護(hù)裝置的光線儀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的輸入接口進(jìn)行采樣和測(cè)試。采用這種方式獲得的信號(hào)不存在誤差，之前存在的零漂以及采樣精度檢驗(yàn)等操作步驟都可以省略不計(jì)。但是，在設(shè)置的過(guò)程中應(yīng)該盡量考慮存在跨越間隔數(shù)據(jù)要求的方式設(shè)置保護(hù)裝置的問(wèn)題，尤其是在不同的間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，信號(hào)到達(dá)時(shí)間的同步性也應(yīng)該進(jìn)行確定，否則將難以滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置要求的設(shè)置。

2.2 積極利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)的檢修可擴(kuò)建安全性

在一、二次設(shè)備條件相同的情況下，與傳統(tǒng)的直接在保護(hù)節(jié)點(diǎn)跳閘然后保護(hù)方式相比，智能繼電保護(hù)設(shè)備是采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行指令信息的傳遞，在將報(bào)文信息經(jīng)過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到智能終端進(jìn)行保護(hù)跳閘功能。通過(guò)這種方式，繼電保護(hù)能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息控制的方式實(shí)現(xiàn)傳輸跳閘、相互隔離以及鎖閉信號(hào)的方式來(lái)進(jìn)行保護(hù)。與傳統(tǒng)的回路方式相比，其在網(wǎng)絡(luò)可靠性以及檢修可擴(kuò)建安全性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.3 實(shí)現(xiàn)了輸入、輸出信號(hào)的實(shí)時(shí)性與正確性

智能繼電保護(hù)裝置所傳輸?shù)男盘?hào)是建立在GOOSE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)模艺麄€(gè)智能網(wǎng)絡(luò)的傳輸所采用的通信信號(hào)也不再是24V、220V的直流電信號(hào)，而是具有優(yōu)先級(jí)差別的GOOSE報(bào)文。通過(guò)這種方式進(jìn)行組態(tài)實(shí)驗(yàn)，對(duì)輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證，達(dá)到確保輸入、輸出信號(hào)穩(wěn)定可靠的目的。

[1]夏勇軍，蔡勇，陳宏，等.110 kV智能變電站繼電保護(hù)若干問(wèn)題研究.湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，2：6-8.

[2]梁志良.對(duì)電力110kV變電站繼電保護(hù)的問(wèn)題分析.城市建設(shè)理論研究(電子版)，2012(13)：23-26.