220kV智能變電站繼電保護配置分析與研究

陳亞輝 陳浩 艾格林 徐利華

摘 要：我們國家電力系統(tǒng)未來的發(fā)展主要方向就是電網(wǎng)智能化。在電網(wǎng)智能化的過程中，智能變電站是非常關(guān)鍵和重要的一部分內(nèi)容。其中，繼電保護裝置又是智能變電站中影響最大的。相對原來的常規(guī)變電站，智能變電站進行了更加深入的改變，更具智能性和網(wǎng)絡(luò)性;同時，也對保護裝置做了簡化。因此，對該裝置進行研析能夠推動智能變電站的進一步發(fā)展。針對于此，本文將會分析其變電站技術(shù)及保護裝置，并探討具體的應(yīng)用內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護裝置;220kV

0 引言

目前在信息技術(shù)的推動下，變電站的運行以及維護工作迎來了重大改革，即變電站智能化，由此這也成為了我們國家電網(wǎng)最重要的一部分工作內(nèi)容。對于變電站的運行來說，繼電保護技術(shù)是最關(guān)鍵的一項技術(shù)，現(xiàn)在該技術(shù)的發(fā)展給變電站的改革和進步提供了相應(yīng)的保障。對于電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展來說，使用先進的技術(shù)手段對保護裝置進行研究是十分必要的，尤其是對于220kV的智能變電站中的繼電保護裝置而言。

1 概述

（1）智能變電站。智能變電站主要在現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上對站內(nèi)的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信平臺進行統(tǒng)一，使智能型的電氣設(shè)施設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)完全操作和智能通信。它主要使用智能化的技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進行采集、傳輸和處理等，改變了常規(guī)變電站的工作模式。它的智能化發(fā)展，主要是使用更先進的傳感測量技術(shù)對電網(wǎng)中的電氣量進行感知，并有效控制電氣量的測量。它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時分析和處理，并以此為依據(jù)對故障進行修復(fù)和處理。

（2）繼電保護技術(shù)。變電站之中的繼電保護就是對電力系統(tǒng)之中發(fā)生的故障或者是一些異常情況進行全面性的檢測，然后以此發(fā)出相應(yīng)的警報信息;有時候還能夠?qū)l(fā)生故障的設(shè)備直接從系統(tǒng)之中隔離開來。保護裝置主要由三個方面組成的。其中，變壓器保護裝置是最主要的一種裝置，它所承擔(dān)的保護作用除了主保護功能之外還有后備保護功能。主保護一般也被稱為差動保護。其次，線路保護裝置就是根據(jù)電流進行配置的，一般會配置三段，這三段分別是與電流速斷、限時電流速斷以及過電流三個基本保護工作要求相對應(yīng)。第三個保護裝置是母聯(lián)保護，主要針對的就是電流速斷以及過電流的基本工作。智能變電站對于繼電保護的基本要求就是快速、可靠以及靈敏，這是最基礎(chǔ)的，也是最關(guān)鍵的。

2 優(yōu)勢

（1）信息直接共享和交流。智能變電站采用網(wǎng)絡(luò)層次化以及智能化的一次設(shè)備相互配合的模式來實現(xiàn)設(shè)備之間信息的共享以及交流。從分層繼電保護上來分析，主要可以通過變壓器以及附屬線路的過程層完成，可以直接越過交換機進行智能化的操作，以此獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。對于間隔層來說，主要裝置母線保護的相關(guān)裝置，它需要在交換機的支撐下完成對每一個設(shè)備信息參數(shù)的獲得。

（2）保護工作便捷和高效。因為主設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)有效保護功能，并且能夠在脫機狀態(tài)下運行，所以，系統(tǒng)的核心供電線路以及變壓器能夠直接對間隔信息進行讀取，直接和智能設(shè)備進行信息交換。在遇到網(wǎng)絡(luò)障礙時，脫機運行功能能夠保證和其它網(wǎng)絡(luò)連接上，不會給信息交流帶來影響。除此以外，它還能有效提升變電站的運行效率，在繼電保護的作用下對所有的變電設(shè)備進行操作，對線路的保護以及電源的切換等內(nèi)容都可以實施一致規(guī)范的監(jiān)控以及動態(tài)化的保護。變電系統(tǒng)還會根據(jù)后備保護的具體內(nèi)容實行整理合并，特別是對于一些未經(jīng)統(tǒng)一分配的設(shè)備和應(yīng)該要加大保護力度或者是多層保護的設(shè)備來說，最終會讓變電站的保護監(jiān)控變得更加簡單。

（3）保護定值調(diào)節(jié)更具科學(xué)性。繼電保護裝置能夠根據(jù)變電站的實際情況對保護定值進行調(diào)節(jié)，使其更加靈活，防止直流接地以及保護裝置出現(xiàn)致命失誤等。常規(guī)變電站中繼電保護定值需要工作人員對其整定，但是在智能變電站之中它不僅能夠滿足人為的調(diào)整，還能夠根據(jù)實際情況以及線路的負(fù)荷現(xiàn)狀自行調(diào)整。

3 分析和研究

（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。智能變壓器的通訊網(wǎng)絡(luò)使用的是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，并且由速度非常高的以太網(wǎng)所構(gòu)成。智能變電站在物理結(jié)構(gòu)上具有獨立性，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由站控層以及過程層構(gòu)成。其中，站控層使用的是星型拓?fù)洌饕ぷ髂Ｊ绞请p網(wǎng)雙工，其功能是傳輸信息和控制信號的測量。面向通用對象的變電站事件主要被用于傳輸五防聯(lián)鎖信息以及用戶數(shù)據(jù)的交換工作。其過程層網(wǎng)絡(luò)使用的是星型以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要傳輸電塔以及電流等信息，針對通用對象的變電站的事件網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖窍鄳?yīng)的開關(guān)信息類似的控制命令。

（2）裝置設(shè)計。對于220kV的保護裝置設(shè)計主要是配置兩個主后備光纖保護裝置。在對線路保護裝置實施配置時，要將線路測量功能考慮進去。220kV母線保護配置時設(shè)置母差保護，可以看作雙重性的母線保護，這樣能夠保證每一條線路、母聯(lián)設(shè)備達到智能化和雙重化。變壓器在配置保護裝置時，主要是對雙重化配置的變壓器加強保護措施，也就是要設(shè)計主保護以及后備保護。繼電保護的智能化特性主要是體現(xiàn)在終端設(shè)備的使用上，充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對系統(tǒng)運行情況以及運行設(shè)備的實時信息加強監(jiān)控。

4 結(jié)束語

信息技術(shù)的進步和普及應(yīng)用，推動了智能變電站的建設(shè)和發(fā)展。智能變電站作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，會在未來推動相應(yīng)技術(shù)的創(chuàng)新和管理的變革。對于智能變電站來說，繼電保護裝置是最重要的內(nèi)容之一，它能夠提高變電站的運行穩(wěn)定性，確保電力企業(yè)的經(jīng)濟利益，相應(yīng)專業(yè)人員應(yīng)該充分利用它的優(yōu)良特性，重視其設(shè)計和研究，進而促進電力行業(yè)的進步和發(fā)展。

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