變電站的繼電保護配置方案設(shè)計

宋釗

【摘 要】隨著生活水平的提高，人們對電量的需求不斷增長。供電企業(yè)必須建設(shè)更多的變電站，以提供更多的電能。要實現(xiàn)變電站安全和可靠地運行，尤其是500kV智能變電站，需要規(guī)劃更先進的繼電保護配置方案。因此，以某一500kV智能變電站為主要探討對象，主要分析其繼電保護配置方案，并將這一方案同國家電網(wǎng)的500kV類保護方案原則進行比對，以期在未來的繼電保護工作上取得更優(yōu)異的成績。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；繼電保護配置；保護方案

人們生活水平不斷提升，智能變電站的建設(shè)逐漸增多。智能電網(wǎng)要滿足人們的需求，必須進一步優(yōu)化繼電保護相關(guān)設(shè)備[1]。我國逐漸開展了關(guān)于500kV 智能變電站的繼電保護工作，重新設(shè)計了保護的配置方案，涉及配置的各個方面。本文將對500kV智能變電站的繼電保護配置方案進行分析和探討。

一、繼電保護配置原則

在500kV變電站的繼電器保護當(dāng)中，需要從下面幾點進行設(shè)計：

第一，需要按照雙重化的原則對500KV電壓等級的繼電器保護、網(wǎng)絡(luò)以及對應(yīng)涉筆進行配置。

第二，完善的保護裝置要對未來出現(xiàn)的故障進行及時的保護。在兩套的保護裝置之間要有一些電氣來對其進行聯(lián)系。當(dāng)一套保護裝置存在故障的情況下，對另一套保護裝置的穩(wěn)定性不至于影響。

第三，通過各自獨立MU來對兩種保護電壓進行取值。

第四，雙重的配置MU要和電子式互感器獨立的采樣系統(tǒng)來一一對應(yīng)。

第五，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)，雙重化的配置保護要按照獨立性的原則進行。

第六，兩套保護跳閘回路需要一一對應(yīng)和兩智能終端。這兩個智能終端要對應(yīng)上斷路器兩跳閘線圈[2]。

二、繼電保護總體配置方案

2.1 常規(guī)保護配置方案

常規(guī)保護配置方案和目前傳統(tǒng)變電站保護配置相同。保護配置需要按照對象來進行完成，護士保護邏輯原理變化。對當(dāng)前保護的邏輯圖來保存。主變壓器保護、線路保護以及母線保護等不需進行動態(tài)模擬，僅僅需要將所要保護的設(shè)備AC插件變?yōu)閿?shù)據(jù)采集的通信接口，輸入和輸出插件換為GOOSE光纖的通信接口。在對CPU插件進行模擬量處理的時候需要變成通信接口。

2.2 集中式保護配置方案

在集電式保護配置方案內(nèi)，各個保護設(shè)備可以順利的實現(xiàn)對所有設(shè)備集電保護的工作。另外，它可以順利的完成對設(shè)備的測控。每套集中式保護都可以對變壓器進行線路保護、母線保護、測控等。兩套的保護裝置的工作原理各不相同。例如：在變壓器的差動保護內(nèi)，一套保護裝置是通過二次諧波制動的工作原理，另外一套是通過波形是被對稱的工作原理來實現(xiàn)保護的。這兩套保護裝置互為備用，可以獨立進行投退。

在這個方案當(dāng)中，將此類的保護配置改革成為數(shù)字化的繼電保護。許多種保護功能都能夠在這套設(shè)備當(dāng)中表現(xiàn)出來，進一步提高了對系統(tǒng)內(nèi)存在的故障處理能力以及信息共享的集中化程度。除此之外，這個方案的優(yōu)點在于需要較少的設(shè)備保護樹立，結(jié)構(gòu)非常簡單。然而，對保護設(shè)備存在非常高的要求。另外，由于運行的經(jīng)驗不多，調(diào)試人員對這種配置方案不熟悉，需要利用大量時間對其進行充分的掌握。

三、繼電保護配置設(shè)計方案

3.1 500KV線路保護

在500kV線路的保護內(nèi)，根據(jù)有關(guān)系統(tǒng)工作頻率過電壓的一些要求，對對于出現(xiàn)過電壓的情況，需要配備兩套過電壓保護以及遠跳保護。遠跳命令是利用過電壓保護來實現(xiàn)的，不需要斷路器閉合情況就能夠?qū)崿F(xiàn)控制對線路間隔保護、智能終端、MU等要按照雙重化原則來配置。MU按照斷路器分電流，引入保護裝置內(nèi)。線路電壓的MU單獨和線路保護裝置進行連接。在智能終端設(shè)計的時候，要對一個合閘線圈和兩跳閘進行充分考慮。同時，它有著合閘和分相跳的功能。

3.2 500KV主變保護

變壓器屬于單相的自耦型變壓器。在500KV變壓器當(dāng)中，一側(cè)利用了3/2斷路器接法。220kV的一側(cè)當(dāng)中，采用了雙母線雙分段的接法。在主變保護配置當(dāng)中，配備健全的后備保護和雙套的縱聯(lián)差動保護。一套保護裝置為公共繞組的過負荷保護，另外一套保護設(shè)備為非電氣量保護裝置。在后備保護當(dāng)中，存在眾多保護功能，例如過負荷保護、斷線閉鎖保護、過勵磁保護等。變壓器的非電量保護功能利用非電量智能單元實現(xiàn)出了保護的能力。按照單套配置，非電量智能單元進行控制操作，接著將操作單元在變壓器智能控制柜進行安裝。智能單元裝置通過采用直采直跳方式，采集各種非電量的信息。在GOOSE網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，跳閘出口在非電量信息內(nèi)作用。通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)來對跳母聯(lián)、分段開關(guān)等進行傳輸。通過這個網(wǎng)絡(luò)可以接受到失靈保護跳閘命令，并接收失靈跳閘的主變各側(cè)開關(guān)的通斷命令。如圖3-4顯示，是主變保護的技術(shù)實施方案。

3.3 500KV斷路器保護

在斷路器保護當(dāng)中，當(dāng)利用一個半斷路器接線形式時，斷路器保護要和斷路器當(dāng)中的單元配置所連接。在斷路器保護當(dāng)中的配電柜內(nèi)，需要存在充電保護、失靈保護和斷路器重合閘等保護功能。對在相同線路內(nèi)接入的兩斷路器而言，這兩臺斷路器內(nèi)的重合閘要利用合理的方式進行確定和選擇。當(dāng)“先重合斷路器”沒有重合成功時，不需要再對“后重合斷路器”進行重合。為了可以使組網(wǎng)方式更加便捷，同時沒有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在雙網(wǎng)內(nèi)，需要將斷路器失靈保護以及重合閘來雙重化配置。我們在考慮邊開關(guān)斷路器保護實現(xiàn)同一時間段重合閘功能時，母線的電壓需要通過MU和線路PT內(nèi)的MU相連接。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著電力需求的不斷增加，電力設(shè)備建設(shè)的力度不斷加強。要確保智能變電站安全可靠運行，制定科學(xué)合理的繼電保護方案至關(guān)重要。因此，探討500kV智能變電站繼電保護配置方案，對做好配電保護具有重要意義。

【參考文獻】

[1] 時春雷.基于IEC61850的變電站過程層采樣值傳輸，華北電力大學(xué)（北京）博士論文.2016，l：l-5，26～30.

[2] 周旭紅.500k V變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的探討.電網(wǎng)技術(shù).2012，4，25（4）：66～69.