智能變電站保護(hù)配置方案研究

引言：智能變電站是人類社會科技不斷發(fā)展的一個重要產(chǎn)物，它不斷的方便了人類日常生產(chǎn)和生活，為人們的生產(chǎn)與生活來了方便。但是，它也有存在許多的問題，目前對于智能變電站的保護(hù)就存在著許多的問題。這種類型變電站相對于傳統(tǒng)變電站而言具有更多優(yōu)點，能夠在很大程度上提高變電站運行的效率和確保其安全。為了深入分析當(dāng)前智能變電站保護(hù)配置方案的應(yīng)用情況，并找到一個較為適合智能變電站保護(hù)配置的方案，本次研究做了探討，旨在更好的保護(hù)智能變電站，促進(jìn)我國智能變電站的運行。

目前，有許多關(guān)于智能變電站保護(hù)的方案。文章在綜合分析了各種保護(hù)方案之后決定對基于分層配置的繼電保護(hù)方案進(jìn)行分析、設(shè)計。""在基于分層配置的繼電保護(hù)方案中，針對變壓器保護(hù)、線路保護(hù)等間隔保護(hù)將其分布在過程層中，它可以實現(xiàn)獨立地跳閘而不依賴在過程層中的交換機(jī)。多間隔的母線保護(hù)配置在間隔層當(dāng)中，而對智能電站的保護(hù)則是通過配置在過程層中的交換機(jī)來實現(xiàn)的。在智能變電站保護(hù)方案中為了實現(xiàn)變電站的保護(hù)、管理，將相應(yīng)的智能管理單元安排在站控層中。針對線路和變壓器的保護(hù)僅僅含有一些傳統(tǒng)保護(hù)中主要的保護(hù)措施，其它的保護(hù)都由用智能管理單元進(jìn)行保護(hù)。在信息化時代，智能這個詞對大家來說都是耳熟能詳了，在變電站存在極高的電壓，如果單純的采用人為的方式調(diào)節(jié)變電站存在極高的安全隱患。采用智能的保護(hù)方案不僅解除了這種不安全隱患還提高了工作效率。在電力傳輸上實現(xiàn)智能化、信息化。

一、目前智能變電站保護(hù)配置的分析

智能變電站作為堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和節(jié)點支撐，是必不可少的內(nèi)容。但是目前各地區(qū)實施的保護(hù)智能變電站配置的方案各不相同。而且過程層網(wǎng)絡(luò)化過分依賴于交換機(jī)，其運行可靠性決定系統(tǒng)的可靠性，作為通信設(shè)備交換機(jī)的設(shè)計思路和繼電保護(hù)的需求不能完全吻合"。交換機(jī)的拖延時間不滿足繼電保護(hù)的快速性要求。網(wǎng)絡(luò)方案時采樣值同步依賴于同步時鐘。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能設(shè)備仍不夠成熟。

二、智能變電站保護(hù)配置的措施

1、線路保護(hù)

（1）220KV及以上線路按雙重化配置保護(hù)裝置，每套保護(hù)包含完整的主，后備保護(hù)功能。

（2）線路過電壓及遠(yuǎn)跳就判斷別功能應(yīng)集成在線路保護(hù)裝置中，站內(nèi)其它裝置啟動遠(yuǎn)跳經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)啟動。

（3）線路保護(hù)直接采樣，直接跳斷路器，經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)自動斷路器失靈、重合閘。

2、變壓器保護(hù)

（1）瓦斯保護(hù)：在油浸式變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時，短路電電弧使變壓器油和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體（含瓦斯成分），從油箱向油枕流動，反應(yīng)這種氣體與油流而動作的保護(hù)成為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)又分為輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)。輕瓦斯保護(hù)是指當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生的氣體較少且速度較慢，氣體上升后逐漸積聚在繼電器的上部，是氣體繼電器內(nèi)的右面下降，是其中一個觸點閉合而作用與信號。重瓦斯保護(hù)是指當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時，強(qiáng)烈的電弧將產(chǎn)生大量的氣體，油箱壓力迅速升高，迫使變壓器油沿著油箱沖向油枕，在油流的強(qiáng)烈沖擊下，是另一觸點接閉而動作與跳閘。

（2）縱差保護(hù)：差動保護(hù)是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點提供短路電流，差動保護(hù)感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。

變壓器的保護(hù)還有外部相間短路的后備保護(hù)、外部接地短路的后備保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵磁保護(hù)、其他非電氣量的保護(hù)等。

3、母線保護(hù)

母線保護(hù)的拒動及誤動將會造成嚴(yán)重的后果。母線保護(hù)誤動將造成大面積停電，母線保護(hù)的拒動更為嚴(yán)重，可能造成電力設(shè)備的損壞及系統(tǒng)的瓦解。母線保護(hù)不但要能很好地區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。由于母線影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性盡早發(fā)現(xiàn)并切除故障尤為重要。

4、高壓并聯(lián)電抗器保護(hù)

（1）高阻抗差動保護(hù)：保護(hù)電抗器繞組和套管的相間和接地故障;

（2）匝間保護(hù)：保護(hù)電抗器的匝間短路故障;

（3）瓦斯保護(hù)和溫度保護(hù)：保護(hù)電抗器內(nèi)部各種故障、油面降低和溫度升高;

（4）過流保護(hù)：電抗器和引線的相間或接地故障引起的過電流;

（5）過負(fù)荷保護(hù)：保護(hù)電抗器繞組過負(fù)荷;

（6）中性點過流保護(hù)：保護(hù)電抗器外部接地故障引起中性點小電抗過電流;

5、3/2接線斷路器保護(hù)和短引線保護(hù)

主接線采用3/2斷器接線方式的一串?dāng)嗦菲鳎?dāng)一串?dāng)嗦菲髦幸粭l線路停用，則該線路側(cè)的隔離開關(guān)將斷開，此時保護(hù)用電壓互感器也停用，線路主保護(hù)停用，因此在短引線范圍故障，將沒有快速保護(hù)切除故障。為此需設(shè)置短引線保護(hù)，即短引線縱聯(lián)差動保護(hù)。在上述故障情況下，該保護(hù)可速動作切除故障。"當(dāng)線路運行，線路側(cè)隔離開關(guān)投入時，該短引線保護(hù)在線路側(cè)故障時，將無選擇地動作，因此必須將該短引線保護(hù)停用。一般可由線路側(cè)隔離開關(guān)的輔助觸點控制，在合閘時使短引線保護(hù)停用。

6、"66KV、35KV""及以下間隔保護(hù)

（1）采用保護(hù)測控一體化設(shè)備，按間隔單套配置。

（2）當(dāng)采用開關(guān)柜方式時，保護(hù)裝置安裝于開關(guān)柜內(nèi)，不宜使用電子式互感器。

（3）當(dāng)使用電子式互感器時，每個間隔的保護(hù)、測控、智能終端、合并單元功能宜按間隔合并實現(xiàn)。

（4）跨間隔開關(guān)量信息交換可采用過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。

三、結(jié)論

隨著IEC"61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用以及智能變電站相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能變電站繼電保護(hù)配置問題顯得尤為重要。根據(jù)國家電網(wǎng)公司制定的智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范，研究分析智能變電站相關(guān)配置問題，主要涉及智能變電站中母線保護(hù)、線路保護(hù)以及變壓器保護(hù)的相關(guān)配置研究。因此，對智能變電站保護(hù)配置方案研究，主要著重于研究智能變電站中的線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、3/2接線斷路器保護(hù)和短引線保護(hù)、母聯(lián)（分段）保護(hù)、以及66KV、35KV""及以下間隔保護(hù)""。只要把這些各部分配置的保護(hù)方案優(yōu)化了，就能極大程度上提高智能變電站運行的效率和確保其安全。

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（作者單位：國網(wǎng)臨汾供電公司）