智能變電站的繼電保護(hù)方法分析

摘 要：繼電保護(hù)是智能變電站的重要組成部分，其對(duì)于保障智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著非常重要的作用，結(jié)合智能變電站運(yùn)行特點(diǎn)，應(yīng)選擇科學(xué)有效的繼電保護(hù)方法，加大對(duì)智能變電站繼電保護(hù)的研究，推動(dòng)智能變電站的快速發(fā)展。本文分析了智能變電站繼電保護(hù)設(shè)置要求和架構(gòu)形式，闡述了智能變電站繼電保護(hù)方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.124

0 引言

近年來，我國(guó)電力規(guī)模不斷擴(kuò)大，智能變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)中的作用越來越突出，而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。

1 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)置要求

智能變電站的電氣設(shè)備和結(jié)構(gòu)設(shè)置比較復(fù)雜，繼電保護(hù)設(shè)置必須滿足以下幾點(diǎn)要求：其一，繼電保護(hù)裝置在智能變電站中的配置應(yīng)滿足快速性、靈敏性、可靠性、選擇性等要求，確保繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確無誤，嚴(yán)禁出現(xiàn)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作，保持較高的靈敏性，消除故障隱患；其二，智能變電站的站控層MMS網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)和過程層SV網(wǎng)之間是相互獨(dú)立的，各個(gè)層次接入繼電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)保持各個(gè)控制器數(shù)據(jù)口保持獨(dú)立；其三，智能變電站中的單母線和母雙線分段形式不同，在條件允許的情況下，可以設(shè)置電子式電壓電流互感器；其四，結(jié)合智能變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，還可以設(shè)置測(cè)控保護(hù)一體化裝置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的操作控制和繼電保護(hù)；其五，智能變電站在電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置繼電保護(hù)裝置時(shí)，可集成安裝智能終端的一些應(yīng)用功能；其六，對(duì)于智能變電站的主變壓器，冗余配置各側(cè)合并單元，其它間隔合并單元可以單套進(jìn)行配置；其七，對(duì)于智能變電站的合并單元，通過網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄和故障錄波記錄過程層網(wǎng)絡(luò)信息，還應(yīng)保持GOOSE、MMS、SV等網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)的獨(dú)立性[1]。

2 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)置架構(gòu)

智能變電站繼電保護(hù)設(shè)置主要包括變電站層和過程層，如圖1所示。對(duì)于智能變電站的一次設(shè)備，繼電保護(hù)設(shè)置可以獨(dú)立配置過程層主保護(hù)，如果一次設(shè)備是智能化電力設(shè)備，在一次設(shè)備內(nèi)部安裝繼電保護(hù)裝置，或者在匯控柜中安裝測(cè)控設(shè)備、合并器和繼電保護(hù)裝置，便于這些設(shè)備的維護(hù)檢修。同時(shí)，智能變電站通過以太網(wǎng)來傳輸采樣值和GOOSE，通過以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀形式來下達(dá)跳閘指令，獲得開關(guān)狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)分布式保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)同步性，基于IEEE1588通信標(biāo)準(zhǔn)，避免由于通信鏈路交叉或者跳閘等原因造成繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作。智能變電站的繼電保護(hù)配置應(yīng)堅(jiān)持雙重優(yōu)化原則，獨(dú)立完成整個(gè)智能變電站的設(shè)備保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)測(cè)控任務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能變電站信息的共享，在線路保護(hù)和變壓器保護(hù)過程中，通過MU智能操作箱實(shí)現(xiàn)信息交流，統(tǒng)一對(duì)智能變電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。

3 智能變電站繼電保護(hù)方法

（1）變壓器保護(hù)。結(jié)合智能變電站的實(shí)際運(yùn)行要求和具體規(guī)劃設(shè)計(jì)，可以通過兩套線路來設(shè)置變壓器電量保護(hù)，使后備保護(hù)和主保護(hù)進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行優(yōu)化和后備保護(hù)的一體化，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)保護(hù)模式，提高變壓器的安全性。若智能變電站的保護(hù)電路設(shè)計(jì)采用雙配套設(shè)置形式，其電路兩側(cè)的智能終端設(shè)備和合并單元都需配置雙套保險(xiǎn)，并且保護(hù)電路對(duì)應(yīng)MU側(cè)、間隙電流線路和中性點(diǎn)電流都應(yīng)進(jìn)行雙套保護(hù)設(shè)置。一旦智能變電站變壓器出現(xiàn)啟動(dòng)故障、閉鎖設(shè)備自投、分段段斷路器自投、保護(hù)跳母聯(lián)等故障時(shí)，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)層傳輸相關(guān)故障信息，然后智能終端和變壓器保護(hù)裝置通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)得到故障跳閘執(zhí)行指令，將各側(cè)斷路器和故障變壓器斷開[2]。同時(shí)，對(duì)于主變壓器上的智能終端設(shè)備，可以采用單體配置方式；對(duì)于主變壓器的低壓側(cè)、中壓側(cè)和高壓側(cè)的智能終端設(shè)備，最好采用線路保護(hù)冗余配置方式，利用上傳的非電量信號(hào)，通過開關(guān)非電量保護(hù)，確保主變壓器智能終端實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)。（2）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，多是通過斷路器直接階段或者數(shù)據(jù)信息采樣等方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，通過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GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交換，還可通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來控制智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)單元合并、信息傳輸?shù)裙δ?，完成直接跳閘和數(shù)據(jù)采樣，不用通過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相關(guān)電壓信號(hào)，連接各個(gè)合并單元以后，通過數(shù)據(jù)打包形式來處理智能變電站數(shù)據(jù)，被保護(hù)測(cè)控裝置和SV網(wǎng)絡(luò)通過通信光纖來傳輸信號(hào)，并且通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)來傳輸測(cè)控裝置接入間隔信息[3]。（3）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，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)。

4 結(jié)束語

智能變電站是我國(guó)變電站系統(tǒng)未來發(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。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：鄒翔（1984-），男，河南駐馬店人，本科，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)化、繼電保護(hù)。