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智能變電站站域保護控制技術研究

文檔作者：游建軍1,3 侯家奎2 郭創(chuàng)3 毛林1 文檔來源： 1.許繼電氣公司技術中心河南許昌 461000; 2.許昌職業(yè)技術學院河南許昌 461000;3.空軍工程大學		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年02月23日
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應用研究數(shù)字技術
與應用
94
1 緒論
隨著科學技術的發(fā)展,繼電保護的發(fā)展步入了一個新的階段。
繼電保護裝置實現(xiàn)數(shù)字化和智能化[1,2]。多信息繼電保護的應用從本
質(zhì)上來說是繼電保護和信息融合技術的綜合應用。電力系統(tǒng)是一個
多元件互聯(lián)系統(tǒng),各處的電氣信息量的變化都會引起其他位置的電
氣信息量變化。從安全性角度考慮,電網(wǎng)中任何一處的故障都有可
能決定整個電網(wǎng)能否安全運行,因此繼電保護是一個全局性問題,
應將整個電網(wǎng)的保護作為一個系統(tǒng)來考慮,這就要求在傳統(tǒng)繼電保
護原理的甚礎上進一步拓寬思路,發(fā)出新型的基于多點信息的繼電
保護新原理。而站域保護立足站內(nèi)標準化信息的交互共享機制,利
用過程層通信網(wǎng)絡實時地獲取各元件的電壓電流同步采樣信息以
及開關量信息,是一種典型的多信息繼電保護應用[3-7]。
2 站域保護需求分析
基于站間信息的保護原理從基本原理上來講主要涉及了方向
比較保護原理、電流差動保護原理、和基于站域信息的自適應保護
原理。此外,還包括具有容錯性能的區(qū)域保護原理,在所有的基于區(qū)
域廣域信息的多信息保護原理中,都是在這些基本的原理之上建立
起來的。
一個典型的站域結構包括變電站及其進出線,站域保護通過獲
取站域內(nèi)的多節(jié)點冗余信息實現(xiàn)保護邏輯 與傳統(tǒng)保護相比優(yōu)勢明
顯 而且比廣域保護工程應用更易實現(xiàn)。站域保護控制裝置面向?qū)?
象為整個變電站,主要完成站內(nèi)單套配置保護的功能冗余、站內(nèi)保
護的功能優(yōu)化和站域安全自動控制等功能。裝置各軟件模塊及其功
能配置詳見表1。
3 站域保護中斷路器失靈保護
站域保護控制設備除了從 合并單元獲取重要的信息外,其余
的數(shù)據(jù)獲取來自于只能夠設備,包括本變電站內(nèi)的所有線路保護設
備、母線保護設備、變壓器保護設備、監(jiān)測設備,獲取的信息包括方
向信息,差動保護信息距離保護信息、后備保護信息、開關狀態(tài)位
等。因此這些信息可以進行新的保護原理的保護。
裝置設有110kV斷路器失靈保護功能,按母線段配置。失靈保護
由失靈保護軟、控制字控制;受啟失靈檢修不一致和相應元件電流
品質(zhì)異常閉鎖。失靈保護由各連接元件相應保護裝置的失靈啟動接
點(或保護跳閘接點)啟動;任一斷路器失靈時,該元件的失靈啟動節(jié)
點啟動斷路器失靈保護,斷路器失靈保護經(jīng)設定的跳母聯(lián)延時和跳
母線延時來跳母聯(lián)和跳失靈元件所在的母線。
各元件失靈啟動開入接入三跳失靈啟動開入。若某元件失靈啟
動開入保持11 s不返回,裝置發(fā)告警信號,報“失靈啟動開入異?！?
并閉鎖該失靈開入,當該失靈開入返回后再解除對它的閉鎖。
考慮到主變低壓側(cè)故障而高壓側(cè)斷路器失靈時,或者線路末端
故障斷路器失靈,母線復合電壓閉鎖可能會因靈敏度不夠而無法開
放,裝置引入失靈解閉鎖開入接點,當失靈解閉鎖接點閉合時,解除
失靈復合電壓閉鎖。
線路元件失靈時,失靈電流判別采用相電流和零序電流或負序
電流或低功率因數(shù)元件邏輯與(其中零序、負序電流判別受CT斷線
閉鎖);主變失靈電流判別采用相電流和零序電流或負序電流邏輯或
(其中零序、負序電流判別受CT斷線閉鎖),為提高主變元件三相失
靈時電流判別的靈敏度,主變元件失靈也設置低功率因數(shù)元件。
低功率因數(shù)元件采用比相器算法構成低功率因數(shù)元件,其動作
條件:
| cos? |? cos?ZD
式中: ? 為一相電壓與電流的相角差測量值, ZD ? 為裝置低功
率因數(shù)角動作門檻,固定為70°,即低功率因數(shù)元件動作范圍是:
70? ? ? ? 110? , 250? ? ? ? 290?。
任一相電壓低于10V或該相無流時,退出該相低功率因數(shù)判斷。
為了解決門口三相故障斷路器三相失靈的靈敏度問題,在無PT斷
智能變電站站域保護控制技術研究
游建軍1,3 侯家奎2 郭創(chuàng)3 毛林1
(1.許繼電氣公司技術中心 河南許昌 461000;
2.許昌職業(yè)技術學院 河南許昌 461000;3.空軍工程大學 陜西西安 710038)
摘要:本文針對智能變電站的發(fā)展現(xiàn)狀,對站域保護進行了闡述,首先對變電站站域保護的需求和配置做了分析;其次,分析了站域保護控制的共享
信息特性,并對其存在著信息冗余做了研討;最后以變電站站域保護中所實現(xiàn)的斷路器失靈保護作了分析。其充分利用繼電保護的技術特征,提高保護
的可靠性和靈敏性,為電網(wǎng)安全保護提供更加有力的保障。
關鍵詞:站域保護 信息冗余 斷路器失靈保護
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)10-0094-02
收稿日期:2014-10-22
作者簡介:游建軍(1977 —),男,河南新鄭人,工程師,從事智能電網(wǎng)技術研究,研究方向:智能設備研制、嵌入式技術研究與開發(fā)。
表 1 站域保護控制裝置的功能配置
功能配置 說明
三段相間及
接地距離
四段零序電
流
兩段PT 異常
后過流
三相一次重
合閘
按110kV 線路間隔配置，實現(xiàn)110kV 線路保護功能冗
余。
充電保護
過流保護
按110kV 母聯(lián)間隔配置，實現(xiàn)110kV 母聯(lián)保護功能冗
余
斷路器失靈
保護
按110kV 單段母線配置，完成單段110kV 母線的斷路
器失靈保護
母線保護
斷路器失靈
保護
按10（35）kV 單段母線配置，完成單段10（35）kV
母線保護及斷路器失靈保護
后加速保護 按10（35）kV 主變中低壓側(cè)斷路器間隔配置，完成主
變中低壓側(cè)開關合閘后加速保護
低頻減載
低壓減載
按單段母線配置，實現(xiàn)站內(nèi)單段母線上的低頻低壓減載
功能
進線備自投
分段備自投
四進線備自投，完成變電站一個電壓等級四回進線電源
的備自投功能
分段備自投
負荷均分
按分段間隔配置，完成變電站低壓側(cè)和中壓側(cè)的分段備
自投功能
主變過負荷
聯(lián)切
按主變配置，完成一臺主變的過負荷聯(lián)切功能

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