110kV智能變電站繼電保護(hù)研究與設(shè)計(jì)

劉志洪

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，云南 昆明 650000）

0 引言

智能變電站在運(yùn)行過程中，大部分的設(shè)備都具備智能性，有助于變電站向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及規(guī)?；姆较虬l(fā)展[1]。目前，變電站想要有效的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各種信息相互交織、設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測、信息有效管理功能等，就必須及時(shí)的應(yīng)用人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及傳感器技術(shù)等對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸以及分析，以此在監(jiān)控中心建立一個(gè)高效率的監(jiān)測管理平臺(tái)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1 智能變電站繼電保護(hù)裝置配置方案

1.1 110kV及以下電壓等級線路保護(hù)配置方案

對于110kV及以下電壓的變電站可以有兩種形式對線路進(jìn)行保護(hù)，一種是主變保護(hù)形式，另一種就是后備保護(hù)形式。在使用主變保護(hù)形式的過程中要結(jié)合雙套配置的方法一起進(jìn)行，因此，線路中的MU配置與線路保護(hù)不僅要相匹配，同時(shí)也要將雙套配置方法有效應(yīng)用才可以[2]。單套配置方法也可以有效的應(yīng)用在智能終端處，但是在此過程中，要將單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在與主變保護(hù)之間的聯(lián)系上。

相關(guān)工作人員要充分的了解和掌握線路保護(hù)的需求，在系統(tǒng)中將電壓采樣記錄好，因?yàn)殡妷翰蓸釉谝欢ǔ潭壬峡梢詾镸U間隔將母線電壓MU進(jìn)行有效的整合，從而在對間隔保護(hù)的過程中將電壓以及電流間隔進(jìn)行科學(xué)合理的組合，在很大程度上有利于減少因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)間隔而造成延時(shí)的狀況，進(jìn)而在間隔單元中就將網(wǎng)絡(luò)對時(shí)有效的完成。除此之外，相關(guān)工作人員在SV網(wǎng)絡(luò)上采集電壓信號，在很大程度上使得網(wǎng)絡(luò)延時(shí)時(shí)間得到切實(shí)有效地降低，進(jìn)而減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，滿足了繼電保護(hù)裝置的具體要求。110kV電壓等級線路保護(hù)裝置主要采用的是以點(diǎn)對點(diǎn)的方式對線路進(jìn)行保護(hù)，以此在線路和母線的ECT以及EVT上獲得電流和電壓。詳細(xì)的110kV線路保護(hù)裝置方案如圖1。

1.2 主變保護(hù)配置方案

根據(jù)電壓等級的不同配置方案來看，主變保護(hù)配置方案也存在著較大的差異，主變保護(hù)配置方案主要分為單套配置和雙套配置。在對變壓器進(jìn)行保護(hù)的過程中，可以采取直接方式將斷路器動(dòng)作停止，而在跳母聯(lián)、啟動(dòng)失靈、分段斷路器以及閉鎖備自投等各個(gè)方面可以采取GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸變壓器開展有效地保護(hù)措施[3]。GOOSE網(wǎng)絡(luò)在很大程度上能夠有效地接收到變壓器對失靈保護(hù)跳閘的指令，以此將有兩種方案可實(shí)行。

圖1 110kV 線路保護(hù)配置方案

（1）單套主變保護(hù)配置。變壓器保護(hù)在響應(yīng)速度上具有較高的可靠性、高效性以及安全性，因此，將主變保護(hù)和后備保護(hù)分區(qū)開來，制定出一個(gè)科學(xué)合理的單套配置方案，如圖2，將差動(dòng)保護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹髯儽Ｗo(hù)，并有效地將光纖與變壓器的各種電壓等級側(cè)智能終端進(jìn)行有科學(xué)合理的單元合并以及連接；而后備保護(hù)裝置將各種電壓的等級側(cè)備保護(hù)建立了一個(gè)保護(hù)合一裝置，并在此基礎(chǔ)上有效地應(yīng)用了光纖與各電壓等級側(cè)的智能終端以及MU連接。

在使用主變壓器對繼電保護(hù)的過程中，要求其具備優(yōu)良的采樣同步以及響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，大部分時(shí)候都是采用光纖構(gòu)成的組網(wǎng)方式，在很大程度上有效實(shí)現(xiàn)了設(shè)備采樣以及設(shè)備跳閘。在主變保護(hù)的單套配置方案中，智能終端將硬接線與開關(guān)進(jìn)行有效的連接，而MU則將一次配置直接接入到現(xiàn)場。在配置方案中，主變保護(hù)的后備保護(hù)動(dòng)作則是在母聯(lián)以及分段開關(guān)上進(jìn)行的，而變電站低壓側(cè)的主變保護(hù)以及后備保護(hù)在變電站母線保護(hù)上也是一樣的存在，因此，將多套保護(hù)裝置有效地安裝在母聯(lián)以及分段開關(guān)上，以此有效地提高后備保護(hù)的安全性以及可靠性。有效地采用直接采樣以及直接跳閘的方式，在一定程度上有效的減輕了硬件冗余；采取GOOSE網(wǎng)絡(luò)在低壓側(cè)中有效的實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的保護(hù)以及信息傳輸情況，在一定程度上使得網(wǎng)絡(luò)冗余變得較大，進(jìn)而可以采取網(wǎng)絡(luò)跳閘的直接方式將后備保護(hù)有效地應(yīng)用到母聯(lián)以及分段開關(guān)上。

圖2 單套主變保護(hù)配置方案

（2）雙重化主變保護(hù)配置。雙重化主變保護(hù)配置一般都是在雙母線接線形式上應(yīng)用，在此過程中各電壓等級側(cè)的智能終端以及合并單元都需要雙配套裝置共同使用。有效地使用直接電纜跳閘的方式能夠?qū)⒎请娏勘Ｗo(hù)得以實(shí)現(xiàn)，而有效地將非電量時(shí)延就可以有效地應(yīng)用到非電量保護(hù)[4]。雙重化主變保護(hù)配置在很大程度上使得每一套裝置都具備主變保護(hù)和后備保護(hù)，電壓等級側(cè)配置也可以有效地應(yīng)用雙重化標(biāo)準(zhǔn)，如圖3。

在配置中可以充分的利用斷路器以及采用直接采樣、直接跳閘的方式將主變保護(hù)得到有效的實(shí)現(xiàn)，充分的利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)將智能變電站更加具備網(wǎng)絡(luò)化的形態(tài)，有效地、快速地傳輸故障跳閘指令，進(jìn)而在主變保護(hù)和后備保護(hù)各電壓等級側(cè)斷路器中接入非電量回路，以此有效地實(shí)現(xiàn)故障的跳閘動(dòng)作；與此同時(shí)，GOOSE網(wǎng)絡(luò)還能接收到變壓器主變保護(hù)和后備保護(hù)的跳閘指令，并在智能終端上采集跳閘指令的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而將它們傳輸?shù)竭^程層。主變保護(hù)的形式主要是針對主單元以及子單元的分布式保護(hù)，進(jìn)而有效地實(shí)現(xiàn)對變壓器的保護(hù)配置[5]。在一般情況下，將智能終端與非電量保護(hù)進(jìn)行科學(xué)合理的整合后，將他們都安置在戶外的變電柜中，然后再采用硬接線直跳的方式進(jìn)行非電量保護(hù)，而光纖連接方式在一定程度上將測控信息傳輸?shù)竭^程層和間隔層之間。

圖3 雙重化保護(hù)配置方案

1.3 母線保護(hù)配置方案

現(xiàn)階段，我國針對智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)措施提出了具體的要求，在母線保護(hù)配置過程中，必須要采用光纖作為保護(hù)配置方式，以此才能有效地實(shí)現(xiàn)連接線纜直接采樣、直接跳閘方式的目的[6]。這種母線保護(hù)配置方案是單套配置，如圖4，采用光纖在很大程度上能夠有效地接收到對母線進(jìn)行保護(hù)時(shí)采集的電流信號以及開關(guān)量信息信號等，相關(guān)工作人員再對其詳細(xì)的分析，能夠?qū)⑦@些信息有效地傳輸?shù)礁鱾€(gè)間隔之中，以此實(shí)現(xiàn)間隔的正常運(yùn)行[7]。

母線保護(hù)配置方案的主要工作方式是：第一，充分的了解和掌握每一個(gè)智能開關(guān)的工作狀態(tài)，繼而有效地在GOOSE網(wǎng)絡(luò)上下發(fā)相關(guān)的報(bào)文任務(wù)；第二，MU充分的利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)將報(bào)文傳輸?shù)礁鱾€(gè)間隔之間，以此有效的達(dá)到母線保護(hù)的目的；第三，在進(jìn)行母線保護(hù)的過程中將每一個(gè)間隔的采樣信息都詳細(xì)的收集起來；第四，當(dāng)母線區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，母線保護(hù)就將GOOSE報(bào)文相應(yīng)的發(fā)送到該區(qū)域。

圖4 母線保護(hù)配置方式

2 結(jié)語

綜上所述，采取有效地繼電保護(hù)方案在很大程度上有利于提高智能變電站設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全性、可靠性以及高效性，對智能變電站的發(fā)展具有十分重要的作用和意義。相比較傳統(tǒng)的、單一的繼電保護(hù)技術(shù)來說，智能變電站技術(shù)具有更多的優(yōu)勢，它將信息共享技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測技術(shù)等有機(jī)的融合到一起，進(jìn)而避免了信息“孤島”的現(xiàn)象，以此有效的提高了對變電站保護(hù)的及時(shí)性以及高效性，在很大程度上為人們提供了優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。