智能變電站變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究

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(廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，廣西 南寧 541004)

智能變電站變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究

王政輝，譚建成

(廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院，廣西 南寧 541004)

研究基于電子式互感器的變壓器差動保護(hù)過程層網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案及典型結(jié)構(gòu)，綜合分析采用合并單元、智能終端、多合一裝置、直采直跳、網(wǎng)采網(wǎng)跳、直采網(wǎng)跳等變壓器差動保護(hù)方案的可靠性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。計算結(jié)果表明采用多合一裝置及直采直跳的變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)具有簡單可靠性價比高的特點(diǎn)。

智能變電站,變壓器保護(hù),可靠性

1 引言

目前，我國智能電網(wǎng)已進(jìn)入全面建設(shè)階段，在智能電網(wǎng)快速建設(shè)的過程中，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定是智能電網(wǎng)的首要準(zhǔn)則。變壓器保護(hù)是保障電網(wǎng)安全的關(guān)鍵之一。通信網(wǎng)絡(luò)被引入變電站過程層，并成為二次設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸和信息交換的橋梁[1-2]。在基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站中，保護(hù)系統(tǒng)采用過程總線通信，保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)很大程度上取決于通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。由于通信網(wǎng)絡(luò)的性能問題而導(dǎo)致繼電保護(hù)的誤動、拒動是電力系統(tǒng)無法接受的。因此，合理地設(shè)計變壓器保護(hù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，不僅可以確保各種保護(hù)控制功能的實(shí)現(xiàn)，對整個變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行也具有重要意義。

冗余設(shè)計是提高數(shù)字化變電站體系結(jié)構(gòu)可靠性的關(guān)鍵。近年已有學(xué)者提出了一些數(shù)字化變電站的典型冗余結(jié)構(gòu)[3-4]，但主要是針對單個間隔內(nèi)的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)冗余配置，并沒有考慮到合并單元或者智能終端冗余過多后所帶來的經(jīng)濟(jì)成本。因此，已有相關(guān)學(xué)者對合并單元與智能終端實(shí)現(xiàn)一體化方案進(jìn)行了相關(guān)研究[5-6]，并應(yīng)用于智能變電站。該裝置應(yīng)用于智能變電站后不僅對系統(tǒng)的可靠性還是經(jīng)濟(jì)性都具有很大的優(yōu)勢。

鑒于上述分析，安全可靠的智能變電站對智能電網(wǎng)的發(fā)展至關(guān)重要。過程層涉及變電站一次設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備的實(shí)時控制，如數(shù)據(jù)采集和保護(hù)跳閘等，過程層網(wǎng)絡(luò)以及一體化裝置的使用在很大程度上決定了變電站的穩(wěn)定性和可靠性。本文的重點(diǎn)就是對變壓器保護(hù)系統(tǒng)不經(jīng)過過程層以及應(yīng)用多合一裝置的構(gòu)建方案進(jìn)行討論。

2 變壓器差動保護(hù)及智能化

數(shù)字型變壓器差動保護(hù)在能量守恒的原則下，按基爾霍夫電流原理構(gòu)建，通過軟件對測量電流進(jìn)行幅值及角度補(bǔ)償，從而在正常運(yùn)行及區(qū)外故障時，流入差動繼電器中的電流之和小于動作閾值，差動保護(hù)可靠不動作。

圖1 變壓器區(qū)外短路

圖2 變壓器區(qū)內(nèi)短路

此外，變壓器出口區(qū)外三相金屬短路故障時，可產(chǎn)生很大短路電流，可導(dǎo)致故障側(cè)電流互感器飽和，輸出電流嚴(yán)重畸變，而非故障側(cè)電流較小，電流互感器輸出無畸變，由此形成的不平衡電流，可能引起差動保護(hù)誤動。雙比例制動繼電器的制動特性引入雙斜率制動機(jī)制，當(dāng)動作電流較小時，采用較小斜率以確保保護(hù)的靈敏性。當(dāng)動作電流較大時，比如大于額定電流的兩倍時，采用較大斜率，適量增大制動電流，防止變壓器區(qū)外故障時差動保護(hù)誤動作。它的動作特性曲線如圖3所示。

圖3 雙斜率繼電器制動特性

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，特別是在電子式互感器技術(shù)、智能開關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步及IEC61850標(biāo)準(zhǔn)推廣應(yīng)用，智能變電站的建設(shè)將朝著全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息交互標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。如今隨著電子式智能互感器及智能開關(guān)設(shè)備的出現(xiàn)，互感器合并單元輸出的是數(shù)字信號，一根光纖代替了數(shù)根電纜直接通過以太網(wǎng)送給變壓器保護(hù)裝置，無電磁兼容問題，測量精度高，可靠性好；智能斷路器的智能終端經(jīng)兩條光纖接至以太網(wǎng)與變壓器保護(hù)裝置相聯(lián)，如圖4所示。在過程層設(shè)備采用了大量的復(fù)雜新技術(shù)，還增加了許多設(shè)備，如合并單元與智能終端，但要求實(shí)時性、可靠性極高，對繼電保護(hù)設(shè)備的性能產(chǎn)生重大的影響[7]，其二次系統(tǒng)的可靠性引起了關(guān)注。

圖4 智能變電站中變壓器保護(hù)位置框圖

3 智能變壓器保護(hù)系統(tǒng)

3.1 過程總線冗余結(jié)構(gòu)

過程總線是變電站自動化系統(tǒng)最為重要的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通常采用冗余配置以確保其可靠性。一般的網(wǎng)絡(luò)冗余方案可以是星形、環(huán)形等基本機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合，目前IEC61850-90-4推薦了雙網(wǎng)并行冗余(PRP)和高可用性無縫環(huán)(HSR)這兩種可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)故障的無擾恢復(fù)。

根據(jù)IEC61850協(xié)議，建立的過程總線PRP、HSR和RSTP冗余模型分別如圖5～8所示，雙網(wǎng)并行冗余采用兩個獨(dú)立的局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。這兩個獨(dú)立的局域網(wǎng)可采用不同結(jié)構(gòu)，如A網(wǎng)采用星形結(jié)構(gòu)，B網(wǎng)采用樹形結(jié)構(gòu)。

PRP網(wǎng)絡(luò)的冗余節(jié)點(diǎn)(DANP)主要由兩個網(wǎng)絡(luò)適配器和一個鏈路冗余實(shí)體構(gòu)成，鏈路冗余實(shí)體用于聯(lián)系上層應(yīng)用與底層網(wǎng)絡(luò)，DANP將一份數(shù)據(jù)通過兩個窗口發(fā)送出去，接收節(jié)點(diǎn)會收到兩份相同的數(shù)據(jù)，但只有一份數(shù)據(jù)會提交給上層應(yīng)用。

圖5 基于PRP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)

如圖6所示，HSR可采用單環(huán)結(jié)構(gòu)，亦可采用多環(huán)結(jié)構(gòu)，多環(huán)結(jié)構(gòu)由單環(huán)結(jié)構(gòu)通過QuadBox級聯(lián)。與RSTP不同的是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)單點(diǎn)故障時，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不會受到任何干擾，而RSTP需要一定的時間重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。在RSTP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鏈路故障切換時間為30～104ms，恢復(fù)時間為4～16ms，在交換機(jī)故障條件下，故障切換時間為61～132ms,恢復(fù)時間為12～20ms。由此看出，RSTP協(xié)議尚不能滿足保護(hù)系統(tǒng)對通信故障的修復(fù)時間要求，況且其故障修復(fù)時間會隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大而增大，在實(shí)際工程中，不宜采用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。HSR節(jié)點(diǎn)(DANH)除了發(fā)送自己數(shù)據(jù)外，還會為其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。對于點(diǎn)對點(diǎn)通信，兩份數(shù)據(jù)分別從兩個方向傳輸?shù)侥繕?biāo)節(jié)點(diǎn)，其路由總和為一個環(huán)網(wǎng)；而對于點(diǎn)對多點(diǎn)的多播通信時，兩份數(shù)據(jù)都需要經(jīng)歷整個網(wǎng)絡(luò)，其路由總和為2個網(wǎng)絡(luò)。但HSR的節(jié)點(diǎn)過多時，會影響報文傳輸?shù)膶?shí)時性，對系統(tǒng)的可靠性會產(chǎn)生影響。

圖6 基于HSR協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)

圖7 基于RSTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)

3.2 變壓器保護(hù)系統(tǒng)組網(wǎng)方式

(1)直采網(wǎng)跳

智能變電站采用電子式互感器，其輸出的數(shù)字量采樣信號經(jīng)過合并單元數(shù)據(jù)同步之后供保護(hù)裝置使用。SV可采用組網(wǎng)模式[8]，也可采用點(diǎn)對點(diǎn)直采模式。當(dāng)SV采用直采模式傳輸時，合并單元輸出的數(shù)字量采樣值直接發(fā)送至保護(hù)裝置，采樣同步在間隔層完成，而合并單元需要將前端的采樣延時標(biāo)記在數(shù)字采樣值報文中。保護(hù)裝置的跳閘信息通過站控層網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芙K端控制斷路器跳閘。直采直跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)模型如圖8所示。圖中，MU1，MU2為合并單元，IT1，IT2為智能終端，Relay1，Relay2為保護(hù)裝置。此外，圖9中的Switch1和Switch2為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，圖10中的MU+IT為合并單元與智能終端一體化裝置。

(2)網(wǎng)采網(wǎng)跳

過程層網(wǎng)絡(luò)的另一種組網(wǎng)方式是網(wǎng)采網(wǎng)跳，即SV與GOOSE共網(wǎng)傳輸?shù)摹熬W(wǎng)采網(wǎng)跳”方式。這種組網(wǎng)方式雖然減少了間隔之間接線的復(fù)雜性，但由于來自合并單元的SV信息量比較大，其對過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳輸介質(zhì)的性能的要求非常高，變壓器差動保護(hù)采樣此種組網(wǎng)方式如圖9所示。網(wǎng)采、網(wǎng)跳均是要依賴交換機(jī)的接入，因此，交換機(jī)的可靠性及報文傳輸?shù)臏?zhǔn)確性將會影響到變壓器保護(hù)的可靠性。

圖9 網(wǎng)采網(wǎng)跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)模型

(3)直采直跳

在早期的智能變電站二次回路設(shè)計中，曾經(jīng)廣泛基于IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)的組網(wǎng)方案，要求每個間隔配置一臺間隔交換機(jī)，站控層設(shè)置主干網(wǎng)交換機(jī)。間隔層交換機(jī)和過程層交換機(jī)之間傳輸 GOOSE跳閘信息、聯(lián)閉鎖信號、失靈啟動開入、開關(guān)狀態(tài)信息。因此，保護(hù)之間的通信可靠性和實(shí)時性嚴(yán)重依賴于交換機(jī)，其可靠性受到挑戰(zhàn)。

由于交換機(jī)的引入而帶來的諸如網(wǎng)絡(luò)延時不穩(wěn)定、對交換機(jī)的依賴性強(qiáng)、對同步信號丟失后可能造成變壓器各側(cè)的采樣不同步而產(chǎn)生差流等缺點(diǎn)。針對這些缺點(diǎn)，直采直跳模式就簡單可靠多了。直接采樣是指智能電子設(shè)備間不經(jīng)過以太網(wǎng)交換機(jī)而是以點(diǎn)對點(diǎn)光纖直聯(lián)方式進(jìn)行采樣值傳輸，直接跳閘是指智能電子設(shè)備間不經(jīng)過以太網(wǎng)交換機(jī)而以點(diǎn)對點(diǎn)光纖直聯(lián)方式進(jìn)行跳合閘信號的傳輸。

本組網(wǎng)方式采用合并單元與智能終端多合一裝置，其直采直跳的變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)模型如圖10所示。

圖10 直采直跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)模型

4 智能變壓器保護(hù)系統(tǒng)可靠性模型

平均故障時間(MTTF)是描述不可修復(fù)產(chǎn)品的一個重要可靠性指標(biāo)，它的計算方法是N個不可修產(chǎn)品在相同條件下進(jìn)行測驗(yàn)，測得壽命數(shù)據(jù)分別為t1,t2,t3,…,tn，那么平均故障時間為:

(1)

若壽命是連續(xù)型隨機(jī)變量，則平均故障時間為:

(2)

平均故障間隔時間(MTBF)是用于描述可修產(chǎn)品的一個重要可靠性指標(biāo)。它的計算方法為：一個可修產(chǎn)品在運(yùn)行中發(fā)生N次故障，每次故障修復(fù)后又如新的一樣繼續(xù)投入工作，工作時間分別為t1,t2,t3,…,tn，則平均故障間隔時間為:

(3)

對于壽命是連續(xù)型隨機(jī)變量，則平均故障間隔時間可用式(4)表示:

(4)

平均故障修復(fù)時間(MTTR)是用于描述可修產(chǎn)品的一個重要可靠性指標(biāo)，是指產(chǎn)品從故障發(fā)現(xiàn)到故障修復(fù)之間的這段時間。對于一個簡單的可維護(hù)的元件，它的故障修復(fù)時間滿足式(5)關(guān)系:

TMTBF=TMTTF+TMTTR

(5)

4.1 直采網(wǎng)跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性計算

變壓器差動保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，是根據(jù)基爾霍夫電流原理構(gòu)建的，主要用來保護(hù)雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，特別是在電子式智能互感器技術(shù)、智能開關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步以及IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的推廣，智能變電站的建設(shè)正朝著全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息交互標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。為了確保跳閘信息的實(shí)時性，提高保護(hù)可靠性，智能變電站中變壓器保護(hù)系統(tǒng)于過程層中采用“直采網(wǎng)跳”或“直采直跳”等方式。

直接采樣是指智能電子設(shè)備間不經(jīng)過交換機(jī)而是以點(diǎn)對點(diǎn)連接的方式直接進(jìn)行數(shù)值傳輸，直接跳閘則是指智能電子設(shè)備間不需經(jīng)過交換機(jī)而以點(diǎn)對點(diǎn)連接的方式直接進(jìn)行跳合閘信號的傳輸；網(wǎng)絡(luò)采樣是指智能電子設(shè)備間經(jīng)過交換機(jī)的方式進(jìn)行采樣值傳輸共享，而網(wǎng)絡(luò)跳閘則是指智能電子設(shè)備間經(jīng)過交換機(jī)的方式進(jìn)行跳合閘信號的傳輸。

根據(jù)智能變電站變壓器保護(hù)配置原則，220kV及以上變壓器電量保護(hù)按雙重化配置，每套保護(hù)包含完整的主后備保護(hù)功能，圖11所示為直采直跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)模型的可靠性框圖。圖中，N1，N2，N5，N6為電纜，N3，N4為光纜，SW1，SW2為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，R1，R2為保護(hù)裝置。值得說明的是，表達(dá)式中出現(xiàn)的對應(yīng)符號則代表相應(yīng)裝置的失效率。

假定合并單元與電流互感器之間經(jīng)6根電纜相聯(lián)采集三相電流，通過共地4根電纜與電壓互感器相聯(lián)采集三相電壓；智能終端通過共地4根電纜與斷路器三相跳閘線圈連接。

任意一根電纜失效，將導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)的不可用。設(shè)N為合并單元與其相對應(yīng)的電流電壓互感器之間的電纜總數(shù)(6+4 =10)，λn表示一根電纜的失效率，在可靠性邏輯框圖中，這些電纜表征為串聯(lián)處理模式。

RN1=RN2=(1-λn)10

(6)

RN3=RN4=(1-λn)4

(7)

RN5=RN6=(1-λn)4

(8)

該模式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)清晰；缺點(diǎn)是交換機(jī)的引入使結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且會降低系統(tǒng)的可靠性。

圖11 直采網(wǎng)跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性框圖

由圖11可靠性框圖計算，假設(shè)合并單元MU1、MU2具有相同的可靠性，繼電器R1與R2、智能終端IT1與IT2分別具有相同的可靠性，則變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性計算如下：

RS=1-[1-(1-N1)·(1-MU)·(1-SW)·

(1-R)·(1-IT)·(1-N3)]2

(9)

計算結(jié)果如表2所示。

為了更好地分析系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)表1引用的元件參數(shù)，相關(guān)系統(tǒng)的可靠性計算如下：

表2數(shù)據(jù)表明：三種交換機(jī)的冗余方式均能有效地提高變壓器差動保護(hù)的可靠性，隨著平均故障修復(fù)時間的減小，系統(tǒng)的可靠性逐漸增高。

4.2 直采直跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性計算

在過程層中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用GOOSE和SV共同組網(wǎng)，直采直跳相互獨(dú)立，合并單元與智能終端一體化，圖5中的MU+IT為合并單元與智能終端多合一裝置，用IN表示其失效率。多合一裝置不僅節(jié)約了裝置的物理空間，而且便于網(wǎng)絡(luò)接線。

表1 元件可靠性數(shù)據(jù)

表2 直采網(wǎng)跳模式下變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性

圖10所示模型是在原有的基礎(chǔ)上去掉多合一裝置與保護(hù)裝置之間的交換機(jī)。如圖12所示為直采直跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)的可靠性框圖，相關(guān)的可靠性計算如下：

圖12 直采直跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性框圖

RS=1-[1-(1-N1)·(1-N3)·(1-IN)2·

(1-R)·(1-N5)]2

(10)

表3的數(shù)據(jù)可知，采用一體化裝置、保護(hù)裝置與一體化裝置直連，可有效提高系統(tǒng)的可靠性。并且，此方案在雙重保護(hù)失效的情況下，仍能通過HMI控制斷路器跳閘，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

4.3 網(wǎng)采網(wǎng)跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性計算

網(wǎng)采網(wǎng)跳的變壓器保護(hù)系統(tǒng)可靠性框圖如圖13所示，相關(guān)可靠性計算如下：

圖13 網(wǎng)采網(wǎng)跳變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)可靠性框圖

RS=1-[1-(1-N1)·(1-N3).(1-MU)2·

(1-SW)2·(1-R)·(1-IT)·(1-N5)]2

(11)

從表2～表4的數(shù)據(jù)可以看出，采用“直采直跳”的組網(wǎng)方式以及多合一裝置的變壓器保護(hù)系統(tǒng)，它的可靠性要高于其它兩種組網(wǎng)方式。并且這種方式少用了諸多交換機(jī)，這對降低智能變電站的建設(shè)成本起到顯著的效果。同時，若平均故障修復(fù)時間為72小時的情況下，采用直采直跳或直采網(wǎng)跳模式下的保護(hù)系統(tǒng)的可靠性均達(dá)到可靠性要求，而網(wǎng)采網(wǎng)跳模式下的變壓器保護(hù)系統(tǒng)的可靠性為99.986%，達(dá)不到可靠性要求。因此，過程層合并單元采樣中采用直采模式對系統(tǒng)的可靠性較為有利。

但直采網(wǎng)跳模式仍具有其優(yōu)勢，如能增加系統(tǒng)靈活性。假如智能變電站的智能設(shè)備經(jīng)過多年運(yùn)行，元件性能趨于穩(wěn)定完善，且現(xiàn)場備有元件零部件，在24小時內(nèi)完成故障元件的替換工作，計算用參數(shù)如表5所示。

表5 元件可靠性數(shù)據(jù)

表6 保護(hù)系統(tǒng)可靠度

從表6計算結(jié)果可以看出，備件的使用、智能元件可用度的提高，元件的故障修復(fù)時間縮短，智能變電站變壓器差動保護(hù)系統(tǒng)在三種模式下均達(dá)到了可靠性要求，但采用直采直跳模式下的可靠性最高。雖然直采網(wǎng)跳及網(wǎng)采網(wǎng)跳模式下的可靠度均達(dá)到99.999%以上，但直采直跳模式的保護(hù)系統(tǒng)無論在可靠性方面還是在經(jīng)濟(jì)性方面均較符合智能變電站的發(fā)展要求。

綜合以上分析，無論是元件穩(wěn)定度是否完善，有無備件情況下，采用直采直跳模式的變壓器保護(hù)系統(tǒng)在三種模式中的可靠度最高。且由于減少使用交換機(jī)，其經(jīng)濟(jì)性較好。此外，若在元件穩(wěn)定度趨于完善且有備件的情況下，若考慮系統(tǒng)的靈活性，則可適當(dāng)使用直采網(wǎng)跳模式。

5 結(jié)論

本文從可靠性方面對智能變電站中過程層的“直采網(wǎng)跳”、“網(wǎng)采網(wǎng)跳”以及“直采直跳”三種組網(wǎng)方式的變壓器保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行比較，研究結(jié)果表明所“直采直跳”方案要優(yōu)于其他兩種組網(wǎng)方案，對智能變電站的變壓器保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有一定的參考價值。

變壓器保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展過程是一個體系結(jié)構(gòu)逐漸優(yōu)化、原有功能不斷優(yōu)化重組、性能不斷更新的過程。如何面對未來智能變電站的發(fā)展，設(shè)計一個實(shí)時、可靠而又具有良好發(fā)展性的結(jié)構(gòu)是一個值得關(guān)注和研究的問題。

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ReliabilityStudyonDifferentialProtectionSystemofIntelligentSubstationTransformer

WANGZheng-hui,TANJian-cheng

(Electrical Engineering Academy of Guangxi University,Guangxi Nanning 541004,China)

This paper investigates the process bus architecture design for transformer differential protection schemes where electronic type current and voltage transformers are employed.Three typical network topology systems are analyzed and the reliability associated are calculated:(1)merging units(MUs)are directly connected to relays while intelligent terminal units(ITs)are wired to the process bus(2)MUs and ITS are both connected to the process bus(3)Integrated MU and IT devices directly connected to process bus.Reliability results show that the MU and IT integrated approach is of higher reliability and cost effective.

intelligent substation;transformer protection;reliability

1004-289X(2017)03-0016-06

TM63

B

2016-03-09

王政輝(1990-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)橹悄茏冸娬炯翱煽啃裕?/p>

譚建成(1963-)，女，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行規(guī)劃、繼電保護(hù)以及基于IEC61850的變電站自動化系統(tǒng)等。