110kV智能變電站繼電保護(hù)若干問題思考

劉洋

（國(guó)網(wǎng)太原供電公司，山西太原 030012）

110kV智能變電站繼電保護(hù)若干問題思考

劉洋

（國(guó)網(wǎng)太原供電公司，山西太原 030012）

近年來，我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)跟上國(guó)家發(fā)展的腳步需要進(jìn)行大量的改革，變電站是輸電與配電系統(tǒng)的核心，還應(yīng)當(dāng)更加簡(jiǎn)約和智能，由此，110kV智能變電站是變電站發(fā)展的主要方向，也是新型的智能變電站之一，同時(shí)繼電保護(hù)是110kV智能變電站應(yīng)用的重點(diǎn)，本文就這一重點(diǎn)問題，對(duì)繼電保護(hù)中的線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)和繼電保護(hù)的測(cè)試檢驗(yàn)做以分析，為電力工程和技術(shù)人員提供參考建議。

智能變電站 繼電保護(hù) 檢測(cè)方法

我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司提出智能電網(wǎng)改革以來，智能變電站就成為了這一改革中的基本內(nèi)容，與傳統(tǒng)變電站相比，110kV智能變電站實(shí)現(xiàn)了設(shè)備和檢測(cè)系統(tǒng)的智能結(jié)合，將一次設(shè)備、二次設(shè)備、檢測(cè)系統(tǒng)都進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的改革，不僅如此，以前的電纜升級(jí)為光纖電纜，充油式互感器升級(jí)為電子式互感器（電子式互感器由一個(gè)或多個(gè)電壓電流傳感器在電力系統(tǒng)中進(jìn)行參量測(cè)量連接傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)化器的裝置），有效地減少了資源浪費(fèi)、降低成本、降低電磁輻射危害。從經(jīng)過幾年的發(fā)展，技術(shù)日益成熟，上萬座智能變電站建成并且在全國(guó)繼續(xù)快速推廣，為人民造福。

繼電保護(hù)在110kV智能變電站的應(yīng)用是一個(gè)難點(diǎn)也是重點(diǎn)，繼電保護(hù)是電網(wǎng)和變電站的安全防線，被保護(hù)的對(duì)象是電力系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、母線等，繼電保護(hù)裝置還具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是否正常運(yùn)行，如果發(fā)生了故障，那么繼電保護(hù)主要可以對(duì)電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生反應(yīng)并做出相應(yīng)的電力保護(hù)措施。繼電保護(hù)主要包括了線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)和繼電保護(hù)的測(cè)試檢驗(yàn)等，下面我們將對(duì)此展開討論。

1　繼電保護(hù)配置與原則

智能變電站設(shè)備主要包括只能高壓設(shè)備、智能組件、智能變壓器等。

在智能變電站中的繼電保護(hù)配置原理圖中，我們可以看到，智能采集光纖通信接口代替了交流量輸入插件，原來的I/O接口插件換成了GOOSE光纖通信接口，智能操作箱替代了操作插件，所有的繼電保護(hù)裝置和測(cè)控裝置都要同時(shí)連接GOOSE光纖通信接口和站控層網(wǎng)絡(luò)，雖然接口繁多，但是可以直接實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)程監(jiān)控與執(zhí)行和數(shù)字化切換功能。

110kV智能變電站繼電保護(hù)配置不僅要遵循圖示要求，還要具備以下原則：第一，具有選擇性、可靠性、靈敏性和快速性，這“四性”是繼電保護(hù)的基本要求；第二，110kV及其以上的高電壓中，GOOSE網(wǎng)與站控層網(wǎng)絡(luò)接入繼電保護(hù)中應(yīng)當(dāng)相互獨(dú)立，互不干涉；第三，110kV及其以上的高電壓中，在雙母線或者單母線分段的接線形式，應(yīng)當(dāng)安裝電子式互感器；第四，110kV以下的低電壓中，智能終端可以集成安裝。

2　站內(nèi)設(shè)備的保護(hù)

2.1線路保護(hù)

在110kV智能變電站中，站內(nèi)保護(hù)和測(cè)控功能應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇將其緊密的結(jié)合在一起，根據(jù)間隔進(jìn)行單套配置。

線路保護(hù)配置方案圖中，保護(hù)測(cè)控裝置的一端與GOOSE網(wǎng)交換信息，同時(shí)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式分別與合并單元和智能終端連接而直接采樣，若感應(yīng)到的電流電壓有異樣，那么信號(hào)通過光纖電纜直接傳遞到保護(hù)裝置，直接跳斷路器，如果信號(hào)失靈，那么數(shù)據(jù)還可以通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)直接傳送到保護(hù)測(cè)控裝置而做出跳斷路器的反映；電子式互感器主要安裝在線路和母線上，感應(yīng)到電流電壓信號(hào)后，先接入合并單元，然后將數(shù)據(jù)通過光纖傳送到保護(hù)測(cè)控裝置和SV網(wǎng)絡(luò)上。線路保護(hù)的特點(diǎn)就是直接采樣、直接跳斷路器，反應(yīng)快，靈敏度高。

2.2變壓器保護(hù)

按照規(guī)定，變壓器保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)雙套配置，必須采用主、后備保護(hù)一體化配置。

與線路保護(hù)配置方案類似，高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓測(cè)的智能終端感應(yīng)到電流電壓信號(hào)后，將數(shù)據(jù)直接傳入變壓器保護(hù)裝置和SV網(wǎng)絡(luò)，變壓器保護(hù)直接采樣、直接跳高、中、低壓各側(cè)斷路器，若其失靈，則可通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)接收到失靈信號(hào)，然后實(shí)現(xiàn)跳變壓器各側(cè)斷路器。

2.3母線保護(hù)

母線保護(hù)也叫分段保護(hù)與線路保護(hù)類似，而且配置更加簡(jiǎn)單。

按照規(guī)定，母線保護(hù)按照單套配置，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇將測(cè)控功能和站內(nèi)保護(hù)結(jié)合在一起，而且與線路保護(hù)相同，將分段保護(hù)裝置和合并單元與智能終端直接連接，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接跳斷路器，若母線失靈，同樣可以通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳遞失靈信號(hào)，實(shí)現(xiàn)跳斷路器。

3　繼電保護(hù)的測(cè)試檢驗(yàn)方法的建議

繼電保護(hù)的保護(hù)裝置并沒有發(fā)生大的變化，變化的是保護(hù)裝置與外界的連接全部使用光纖電纜（光纖電纜具有環(huán)保節(jié)能抗干擾等多種優(yōu)點(diǎn)），信息的傳播也是通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)和SV網(wǎng)絡(luò)傳遞，那么，現(xiàn)在繼電保護(hù)的方法和思維跟傳統(tǒng)的原理相似，沿用傳統(tǒng)優(yōu)秀的檢測(cè)方法，僅僅針對(duì)變化的部分，我們可以提出這樣的新方法。

首先，為了保證數(shù)字信號(hào)的誤差最小，我們將光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀直接從保護(hù)裝置的光纖輸入口進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)還考慮到數(shù)據(jù)時(shí)間的同步性滿足保護(hù)裝置的要求，還應(yīng)當(dāng)提高跨間隔數(shù)據(jù)要求保護(hù)裝置的準(zhǔn)確性和精密度，即不同間隔的數(shù)據(jù)的同步性。

其次，為了保證信號(hào)的正確性和可靠性，我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)行光纖以太網(wǎng)的性能測(cè)試，主要測(cè)試的是光纖通道的誤碼率和光收發(fā)器件的功率，借助的工具是網(wǎng)絡(luò)分析儀和網(wǎng)絡(luò)仿真分析軟件。

最后，為了測(cè)試合并單元和智能單元的性能好壞，可以發(fā)送一段電流電壓的數(shù)字測(cè)試信號(hào)，檢測(cè)合并單元和智能電源是否能準(zhǔn)確地分析信號(hào)，然后上傳和下達(dá)相應(yīng)的保護(hù)措施命令，是否能夠提供相應(yīng)的狀態(tài)信息，根據(jù)命令是否能夠做出正確的操作，比如直接跳斷路器或者變壓器檔位調(diào)節(jié)。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，110kV智能變電站是我國(guó)電力改革的趨勢(shì)，它將采用光纖通道和GOOSE網(wǎng)絡(luò)改變傳統(tǒng)的變電站的信號(hào)傳遞和信息傳播方式，而且這兩種方式的同時(shí)存在大大增加了可靠性和安全性，不僅如此，其優(yōu)點(diǎn)還有節(jié)能環(huán)保、數(shù)字化、自動(dòng)化、智能操控、無縫連接。繼電保護(hù)無論在傳統(tǒng)變電站還是智能變電站都有著重要的地位，它是變電站的安全防線，也是電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，而且更加強(qiáng)調(diào)了變電站建設(shè)的“四性”原則，提出更高的要求。但是繼電保護(hù)在技術(shù)日益成熟的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)變電站的發(fā)展，不斷的發(fā)現(xiàn)問題和總結(jié)分析，而繼續(xù)創(chuàng)新改進(jìn)，使得智能變電站技術(shù)水平不斷提升，進(jìn)一步推廣。

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