智能變電站的繼電保護(hù)方法分析

石勇　石明山　紀(jì)云博　周楊

摘 要：隨著智能變電站的快速發(fā)展，各種新型電力設(shè)備數(shù)量不斷增加，這對(duì)于繼電保護(hù)裝置設(shè)置的要求也越來(lái)越高，為了保護(hù)智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須加強(qiáng)繼電保護(hù)設(shè)置，采用合適方法，充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的重要作用，提高智能變電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。故在本文中主要對(duì)智能變電站的繼電保護(hù)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析與探討。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；方法分析

一、智能變電站中的繼電保護(hù)

電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站繼電保護(hù)配置主要分為智能變電站過(guò)程層繼電保護(hù)與變電站層繼電保護(hù)。首先，在電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站過(guò)程層繼電保護(hù)配置主要是根據(jù)智能變電站過(guò)程層的一次設(shè)備情況，獨(dú)立對(duì)于一次設(shè)備進(jìn)行主保護(hù)的配置。在根據(jù)智能變電站過(guò)程層一次設(shè)備情況進(jìn)行繼電保護(hù)配置時(shí)，對(duì)于智能變電站過(guò)程層一次設(shè)備主保護(hù)的配置需要分為兩種。一是在進(jìn)行電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站過(guò)程層一次設(shè)備本身就是智能化設(shè)備的保護(hù)配置時(shí)，變電站的一次設(shè)備保護(hù)裝置安裝在變電站智能設(shè)備的內(nèi)部；二是如果變電站的一次設(shè)備是老設(shè)備改造的，對(duì)于這樣的變電站一次設(shè)備的主保護(hù)配置應(yīng)該將保護(hù)設(shè)施以及合并器、測(cè)控等功能設(shè)備在一次設(shè)備附近進(jìn)行就近安裝，以保證智能變電站設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)工作便利。在電網(wǎng)智能變電站中，過(guò)程層繼電保護(hù)配置中的電網(wǎng)信息的采集與傳輸，整個(gè)智能變電站系統(tǒng)中都是通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

二、智能站繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展研究

目前智能變電站繼電保護(hù)信息的集成和共享給繼電保護(hù)調(diào)試、檢修工作帶來(lái)了諸多的困難和不確定性，其調(diào)試檢修工作量也完全不亞于常規(guī)變電站。如智能站調(diào)試除了常規(guī)的保護(hù)功能測(cè)試外，增加諸多延時(shí)和同步性能的測(cè)試、軟壓板功能測(cè)試、檢修機(jī)制測(cè)試、丟幀斷鏈測(cè)試、光衰耗和光功率測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等，且目前很多功能沒(méi)有較好的測(cè)試手段或者無(wú)法測(cè)試，如網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、交換機(jī)性能、涉多間隔保護(hù)裝置數(shù)據(jù)同步測(cè)試。對(duì)全站系統(tǒng)配置的驗(yàn)證，需要SCD配置文件離線審查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試相結(jié)合，很可能因某一參數(shù)設(shè)置沒(méi)審查到或某一細(xì)微項(xiàng)目沒(méi)調(diào)試到位而導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，另可能因人為原因?qū)е伦罱K保存的SCD配置文件與現(xiàn)場(chǎng)裝置實(shí)際配置不一致，給后期檢修、改擴(kuò)建帶來(lái)隱患。因此未來(lái)智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)研究全站配置在線/離線反校驗(yàn)和更好的調(diào)試驗(yàn)證技術(shù)、方法。

全站配置在線反校驗(yàn)是利用鏡像技術(shù)將繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)備實(shí)例配置信息鏡像備份，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立傳輸至集中分析系統(tǒng)，由集中分析系統(tǒng)進(jìn)行反組態(tài)形成SCD配置文件，再與最終保存的SCD文件進(jìn)行對(duì)比分析，檢測(cè)實(shí)際運(yùn)行的配置信息與最終確認(rèn)的配置是否一致，一方面防止人為因素導(dǎo)致配置不一致發(fā)生，一方面可檢測(cè)設(shè)備配置是否遭遇外界破壞或網(wǎng)絡(luò)沖擊而修改。離線反校驗(yàn)是通過(guò)工具將各設(shè)備配置鏡像備份，離線進(jìn)行反組態(tài)和比對(duì)分析，缺點(diǎn)是無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)配置文件的任何變動(dòng)。

三、提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的措施

（一）在變壓器繼電保護(hù)配置方面的措施

在電力系統(tǒng)中，配電線路的電壓是額定的，即便是電壓過(guò)高和電壓過(guò)低，均會(huì)給配電系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)影響。而智能變電站調(diào)控電壓的狀柱主要是變壓器，所以是促進(jìn)配電保護(hù)的主要裝置。因而在通過(guò)變壓器開(kāi)展配電保護(hù)時(shí)，應(yīng)采取分步的方式進(jìn)行配置，從而確保變壓器能有效的實(shí)現(xiàn)差動(dòng)繼電保護(hù)，而在變壓器后備保護(hù)過(guò)程中，主要是采取集中的方式進(jìn)行配置，同時(shí)還能利用獨(dú)立安裝技術(shù)對(duì)非電量實(shí)施繼電保護(hù)，也就是在電纜與斷路器接通之后達(dá)到繼電保護(hù)的目的，從而促進(jìn)其可靠性的提升。

（二）利用電壓限定延時(shí)對(duì)電流量進(jìn)行測(cè)量

當(dāng)智能變電站的電力系統(tǒng)處于高效的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在電流因素的影響下，經(jīng)常會(huì)發(fā)生外部短路故障，進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)負(fù)荷電流的問(wèn)題出現(xiàn)，從而形成過(guò)負(fù)荷電流，即便是電流量處于正常情況，其電流量也不會(huì)存在較大的差異，這就會(huì)在變電站的系統(tǒng)發(fā)生外部故障而出現(xiàn)跳閘的情況，最終影響繼電保護(hù)的可靠性。為了確保其可靠性得到有效的提升，對(duì)變電站所有線路中的電流量，采取電壓限定延時(shí)的方式進(jìn)行，這樣即便是在出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷電流的情況下，能及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，下達(dá)執(zhí)行保護(hù)的命令，最大化的確保繼電保護(hù)的可靠性得到提升。

（三）線路保護(hù)設(shè)置

為了提高智能變電站的測(cè)控和保護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)操作控制和站內(nèi)保護(hù)功能的一體化，對(duì)智能變電站利用間隔保護(hù)配置方式進(jìn)行各個(gè)單套配置，在很多智能保護(hù)線路中，多是通過(guò)斷路器直接階段或者數(shù)據(jù)信息采樣等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致斷路器失靈，發(fā)揮重合閘保護(hù)功能，在智能變電站控制電路中，不同線路控制裝置和間隔保護(hù)測(cè)量通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換，還可通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來(lái)控制智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單元合并、信息傳輸?shù)裙δ埽瓿芍苯犹l和數(shù)據(jù)采樣，不用通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智能變電站斷路保護(hù)。同時(shí)，智能變電站母線和主干電路中電子式互感器可以通過(guò)相關(guān)電壓信號(hào)，連接各個(gè)合并單元以后，通過(guò)數(shù)據(jù)打包形式來(lái)處理智能變電站數(shù)據(jù)，被保護(hù)測(cè)控裝置和SV網(wǎng)絡(luò)通過(guò)通信光纖來(lái)傳輸信號(hào)，并且通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸測(cè)控裝置接入間隔信息。

（四）母聯(lián)保護(hù)

智能變電站的母聯(lián)分段保護(hù)設(shè)置和線路保護(hù)設(shè)置有很多相似之處，在設(shè)置分段保護(hù)裝置時(shí)，將智能變電站終端設(shè)備和合并單元連接起來(lái)，不利用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)跳閘和直接采樣，這樣可實(shí)現(xiàn)智能變電站的母聯(lián)保護(hù)跳閘。同時(shí)，結(jié)合智能變電站的運(yùn)行特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，智能變電站的分段保護(hù)必須采用單套配置方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的準(zhǔn)確測(cè)控和安全保護(hù)。當(dāng)前，智能變電站的分段保護(hù)跳閘主要采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接跳閘方式，利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)對(duì)各個(gè)保護(hù)分段實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)。

總之，智能變電站是我國(guó)變電站系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)，和傳統(tǒng)變電站相比，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式更加復(fù)雜，電力設(shè)備更加多樣化，因此必須高度重視繼電保護(hù)配置，結(jié)合智能變電站的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)，優(yōu)化和改進(jìn)繼電保護(hù)配置方法，加強(qiáng)繼電保護(hù)配置管理和控制，提高智能變電站的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

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