陳小龍

(寧夏吳忠供電局,寧夏吳忠 751100)

智能變電站繼電保護(hù)配置的分析和探討

陳小龍

(寧夏吳忠供電局,寧夏吳忠 751100)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,我國(guó)的電力技術(shù)得到了快速發(fā)展。尤其是智能電網(wǎng)技術(shù)和智能電氣設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用,使得智能變電站成為發(fā)展趨勢(shì)。智能變電站中的繼電保護(hù)設(shè)備作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,應(yīng)滿(mǎn)足靈敏性、選擇性、速動(dòng)性可靠性,滿(mǎn)足智能調(diào)度、運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)視控制及無(wú)人值班等信息交互的要求。

智能變電站 繼電保護(hù) 配置

智能變電站繼電保護(hù)裝置在電氣元件出現(xiàn)故障時(shí)能夠發(fā)出警告信號(hào)和斷路器跳閘指令，是有效隔離故障確保電網(wǎng)正常運(yùn)行的自動(dòng)化設(shè)備。隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能變電站是目前電力系統(tǒng)建設(shè)的主要方向，同時(shí)也是變電站向著智能化和自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)重要的階段。而其智能化以及自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定以及安全有著積極的意義。最近幾年中，智能變電站建設(shè)速度不斷提升，投入運(yùn)行的智能站不斷增加，智能變電站中繼電保護(hù)配置的合理性及正確性，在智能變電站維護(hù)操作及安全運(yùn)行中占有重要地位。因而，做好智能變電站繼電保護(hù)裝置的研究具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

1 智能變電站的繼電保護(hù)配置

1.1 關(guān)于過(guò)程層

所謂的過(guò)程層就是一次設(shè)備及所屬智能組件，智能組件包括合并單元、接口設(shè)備以及智能終端所構(gòu)成，其核心的設(shè)備是交換機(jī)。在運(yùn)行過(guò)程中過(guò)程層主要是實(shí)施監(jiān)控電氣量，把采集到的電流、電壓等電氣量通過(guò)SV網(wǎng)利用交換機(jī)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行有效的傳遞，除此之外還要對(duì)所運(yùn)行狀態(tài)下的隔離開(kāi)關(guān)、斷路器以及變壓器等設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行有效的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備的信息采集以及控制。

1.2 關(guān)于間隔層

間隔出所具有著重要的功能，主要包括保護(hù)裝置、測(cè)控和計(jì)量等裝置，間隔層能夠很好的實(shí)現(xiàn)保護(hù)以及控制設(shè)備的作用，并且對(duì)本間隔過(guò)程層數(shù)據(jù)的采集以及命令的發(fā)生優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行控制，實(shí)施對(duì)一次設(shè)備的保護(hù)控制，實(shí)施操作功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了通信功能承上啟下的重要作用，快速的實(shí)現(xiàn)了過(guò)程層和站控層網(wǎng)絡(luò)通訊功能。

1.3 關(guān)于站控層

站控層能夠發(fā)揮出十分重要的作用，站控層主要是由遠(yuǎn)動(dòng)裝置、主機(jī)、以及規(guī)約轉(zhuǎn)換器等部分所組成，從而能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)于全站數(shù)據(jù)信息匯總功能，與此同時(shí)還能夠時(shí)時(shí)刻刻的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行不斷的更新，從而把收集起來(lái)的信息進(jìn)行傳遞到監(jiān)控中心，同時(shí)具有在接受調(diào)度指令，向間隔層以及過(guò)程層進(jìn)行傳遞進(jìn)行操作等功能。

2 智能變電站繼電保護(hù)總體配置方案與配置原則

2.1 繼電保護(hù)總體配置方案

在智能變電站按照三層兩網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置，線路保護(hù)、變壓器保護(hù)等間隔保護(hù)安排在過(guò)程層，可不依賴(lài)過(guò)程層交換機(jī)直接與合并單元、智能終端通過(guò)光纜連接，實(shí)現(xiàn)直采直跳；多間隔的母線保護(hù)配置在間隔層，通過(guò)過(guò)程層交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)采網(wǎng)跳或網(wǎng)采直跳，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備的檢測(cè)與控制，線路保護(hù)和變壓器等保護(hù)含包含傳統(tǒng)保護(hù)中的主保護(hù)及后備保護(hù)；對(duì)于變電站中低壓側(cè)非智能設(shè)備，則應(yīng)當(dāng)將測(cè)控設(shè)備與保護(hù)設(shè)備等與一次設(shè)備就近設(shè)置，以有效減少運(yùn)行與設(shè)備維護(hù)的工作量。該繼電保護(hù)總體配置方案，可有效避免因數(shù)據(jù)采樣、通信鏈路跳閘而導(dǎo)致的保護(hù)功能失效，同時(shí)還減少了繼電保護(hù)配置中所需消耗的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)份額。

2.2 繼電保護(hù)配置原則

(1)智能變電站繼電保護(hù)的配置，應(yīng)以加強(qiáng)保護(hù)裝置的可靠性作為基礎(chǔ)，并充分滿(mǎn)足選擇性、可靠性、速動(dòng)性以及靈敏性等方面的要求。變電站繼電保護(hù)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施的不僅是繼電保護(hù)裝置，而是繼電保護(hù)系統(tǒng)，要求二次回路、一次設(shè)備以及保護(hù)裝置進(jìn)行配合協(xié)調(diào)。

(2)繼電保護(hù)裝置適宜獨(dú)立分散及就地安裝，繼電保護(hù)裝置的安裝和運(yùn)行環(huán)境均應(yīng)滿(mǎn)足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。各網(wǎng)絡(luò)應(yīng)相互獨(dú)立，為有效避免同一裝置在接入不同網(wǎng)絡(luò)時(shí)，所造成各網(wǎng)絡(luò)之間的相互干擾，要求裝置內(nèi)部各網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口控制器也應(yīng)完全獨(dú)立。

(3)繼電保護(hù)裝置應(yīng)直接采樣，在采樣時(shí)對(duì)多間隔或單間隔的保護(hù)適宜直接跳閘進(jìn)行，如需要采取其它的跳閘方式，要求相應(yīng)設(shè)備均應(yīng)滿(mǎn)足配置原則中對(duì)于保護(hù)可靠性和快速性的要求。對(duì)電子式互感器的采樣可通過(guò)兩路獨(dú)立的采樣系統(tǒng)進(jìn)行，每路采樣系統(tǒng)均應(yīng)接入合并單元(MU)并采用雙A/D系統(tǒng)，每個(gè)合并單元(MU)的輸出兩路數(shù)字的采樣值可通過(guò)同一路通道進(jìn)入同一套保護(hù)裝置當(dāng)中。

(4)對(duì)220KV電壓等級(jí)的雙母線接線型式中，各間隔適宜配置雙套獨(dú)立保護(hù)裝置，保護(hù)功能完善，配置雙套合并單元及智能終端，并分別組網(wǎng)，以提高繼電保護(hù)的可靠性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)二次回路的有效簡(jiǎn)化。

3 智能變電站繼電保護(hù)配置實(shí)施的保護(hù)

3.1 母線保護(hù)

智能變電站內(nèi)的220KV母線保護(hù)配置雙套含失靈功能，每套保護(hù)分別作用于一組跳閘線圈，母線差動(dòng)保護(hù)及失靈保護(hù)應(yīng)具有復(fù)合電壓閉鎖功能，母聯(lián)不經(jīng)電壓閉鎖直接出口。各個(gè)間隔合并單元、智能終端均應(yīng)雙套配置，獨(dú)立組網(wǎng)，110KV母線保護(hù)采用單套配置。

3.2 變壓器保護(hù)

變壓器保護(hù)裝置主保護(hù)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)包括零序電流保護(hù)、復(fù)壓過(guò)流、過(guò)激磁(330KV及以上)保護(hù)等，三側(cè)保護(hù)裝置分別通過(guò)各自CVT及合并單元采集電流量，通過(guò)引入GOOSE和智能終端進(jìn)行各側(cè)斷路器控制；而對(duì)于非電量保護(hù)裝置主要采用非電量智能終端下放安裝在就地變壓器本體智能柜，通過(guò)電纜采集變壓器各種非電量信息，然后通過(guò)電纜線在GOOSE網(wǎng)絡(luò)出口跳閘命令作用于各斷路器。

3.3 線路保護(hù)

在電力系統(tǒng)中的線路保護(hù)配置主要是以縱聯(lián)差動(dòng)作為主保護(hù)系統(tǒng)，后備保護(hù)裝置主要是集中式保護(hù)裝置中。對(duì)于單斷路器方式的主接線以及線路保護(hù)裝置通過(guò)主保護(hù)系統(tǒng)的對(duì)側(cè)線路保護(hù)和光纖通信口保護(hù)裝置通信，以能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)，使智能變電站得以快速發(fā)展起來(lái)，這就對(duì)繼電保護(hù)的發(fā)展提出了更高的要求。所以在智能變電站建設(shè)過(guò)程中，需要充分的發(fā)揮繼電保護(hù)的作用，利用各種新技術(shù)和新設(shè)備，將其應(yīng)用到繼電保護(hù)系統(tǒng)中來(lái)，實(shí)現(xiàn)故障的快速切除，使后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題得到有效解決。而且隨著科技水平的不斷提高，智能繼電保護(hù)系統(tǒng)也會(huì)更加完善，在智能變電站中發(fā)揮最大的作用。

[1]萬(wàn)噸,羅李.智能變電站繼電保護(hù)配置的展望和探討[J].城市建設(shè),2012,(30).

[2]葉曉琴,侯劍瑜.數(shù)字化繼電保護(hù)在智能變電站中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2012,(12):174,179.