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110KV智能變電站的繼電保護(hù)分析

文檔作者：楊超文檔來(lái)源：四川省電力公司綿陽(yáng)電業(yè)局修試所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年02月23日
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學(xué)術(shù)論壇數(shù)字技術(shù)
與應(yīng)用
170
目前，國(guó)內(nèi)的變電站主要有常規(guī)變電站模式，和數(shù)字化變電站
模式這兩種。這兩種變電站模式都存在比較大的缺陷，其中，常規(guī)變
電站在資源采集上重復(fù)操作，系統(tǒng)重復(fù)疊加，設(shè)計(jì)以及調(diào)試比較繁
雜，規(guī)范性比較差，互相操作性也比較差。而數(shù)字變電站規(guī)范性較差，
相關(guān)評(píng)估的體系手段比較缺乏，過(guò)程層設(shè)備的可靠性穩(wěn)定性還不能
完全確定，這些問(wèn)題導(dǎo)致變電站生產(chǎn)運(yùn)行效率比較低，需要改進(jìn)。國(guó)
家電網(wǎng)在這種情況下發(fā)布了《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，智能變電站采
用先進(jìn)技術(shù)，集成化設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性，并且
切合當(dāng)前低碳環(huán)保的先進(jìn)理念，成為變電站發(fā)展的下一個(gè)嶄新階段。
隨著智能變電站的逐步推進(jìn)，在眾多需求中，繼電器保護(hù)成為
智能變電站應(yīng)用的重點(diǎn)與難點(diǎn)。以下聯(lián)系智能變電站的繼電保護(hù)，
對(duì)110V智能變電站的繼電保護(hù)配置及其原則，過(guò)程層繼電保護(hù)和
供電層繼電保護(hù)進(jìn)行一些探討。
1 、繼電保護(hù)配置
1.1 繼電保護(hù)的配置
在繼電保護(hù)配置方案中，由過(guò)程層和變電站層組成智能變電站
設(shè)備。其配置如圖1所示。
圖1 繼電保護(hù)的配置原理圖
對(duì)于一次設(shè)備，過(guò)程層配置獨(dú)立主保護(hù)，若一次設(shè)備是智能設(shè)
備，則其保護(hù)設(shè)備安裝在內(nèi)部，否則將保護(hù)設(shè)備、合并器以及測(cè)控設(shè)
備等安裝在就近的匯控柜中，以此簡(jiǎn)化設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)。用以太
網(wǎng)統(tǒng)一傳輸GOOSE以及采樣值。除了分布式保護(hù)之間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)
同步，不用IEEE1588對(duì)時(shí)，其他系統(tǒng)全站均運(yùn)用IEEE1588進(jìn)行對(duì)
時(shí)。這種方案避免了通信鏈路如跳閘、采樣等不可靠性引起的保護(hù)
功能失效[1]。繼電保護(hù)消耗的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)份額變少。
1.2 110KV 智能變電站中繼電保護(hù)原則
對(duì)于110KV變電站，就其站內(nèi)接線而言，比高電壓級(jí)別的變電
站形式和設(shè)備都更加簡(jiǎn)單。其繼電保護(hù)配置需滿足以下幾點(diǎn)[2]。
(1)對(duì)于傳統(tǒng)繼電保護(hù)，有選擇、可靠、靈敏、快速等四點(diǎn)性能要
求，簡(jiǎn)稱(chēng)“四性”。在智能變電站的繼電保護(hù)中，要求繼續(xù)滿足“四性”
和其他實(shí)際工程中的安全要求。(2)110KV及其之上的高電壓級(jí)別的
變電站中，過(guò)程層的SV網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)，站控層的MMS網(wǎng)等相互之
間不干涉，各網(wǎng)接入繼電保護(hù)時(shí)，各數(shù)據(jù)口控制器之間相互獨(dú)立。
(3)110KV及其之上的高電壓級(jí)別的變電站中，對(duì)于母雙線和單母線
分段這兩種接線形式，具備一定的條件時(shí)，可安裝電子式電流電壓
互感器。(4)110KV以及較低電壓級(jí)別的變電站，適宜運(yùn)用保護(hù)測(cè)控
裝置集成一體化的設(shè)備。(5)110KV以及較低電壓級(jí)別的變電站在就
地安裝保護(hù)裝置時(shí)，智能終端這些功能可以集成安裝。(6)110KV以
及較低電壓級(jí)別的變電站，對(duì)于主變壓器而言，各側(cè)的合并單元應(yīng)
該實(shí)行冗余配置，其余的各間隔之間合并單元適合單套配置。(7)對(duì)
于所有合并單元而言，過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)信息都應(yīng)記錄下來(lái)，記錄由故
障錄波和網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析這兩套裝置實(shí)現(xiàn)。而且，這兩套記錄裝
置所對(duì)應(yīng)的SV、MMS和GOOSE等網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口控制器應(yīng)該相互
獨(dú)立。
2、110KV 智能變電站過(guò)程層的繼電保護(hù)
在智能變電站中，過(guò)程層主要組成是：一次設(shè)備，以及一次設(shè)備
的附屬組件和裝置。過(guò)程層主保護(hù)主要配置的快速跳閘，包括線路
保護(hù)，變壓器保護(hù)和母線差動(dòng)保護(hù)等。
2.1 線路保護(hù)
在110KV的智能變電站中，需將其變電站內(nèi)部的繼電保護(hù)與其
變電站的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)緊密的結(jié)合在一起，根據(jù)間隔進(jìn)行單套配
置。方案如圖2所示。
圖2 變電站的線路保護(hù)方案圖
線路兩間隔之內(nèi)的保護(hù)測(cè)控裝置不僅與GOOSE網(wǎng)鏈接交換信
息，也與合并單元和智能終端一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行鏈接。變電站的保護(hù)測(cè)
控裝置將不采用GOOSE來(lái)將數(shù)據(jù)傳輸給其他單元，而是直接將采
集到數(shù)據(jù)傳輸給終端，很直接的對(duì)閘刀進(jìn)行控制。電子式互感器是
處于線路和母線之間的，在得到控制信號(hào)以后，將其通過(guò)合并單元，
在此進(jìn)行封裝，然后將控制信號(hào)送至SV單元，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)監(jiān)測(cè)的
功能。非兩間隔之間的信息由GOOSE傳入相應(yīng)的保護(hù)測(cè)控裝置。
2.2 變壓器保護(hù)
智能變電站變壓器保護(hù)裝置采用分布式作為過(guò)程層的配置，先
110KV 智能變電站的繼電保護(hù)分析
楊超
(四川省電力公司綿陽(yáng)電業(yè)局修試所 四川綿陽(yáng) 621000)
摘要：智能變電站是變電站領(lǐng)域發(fā)展的新趨勢(shì)，對(duì)建設(shè)智能電網(wǎng)，實(shí)行電網(wǎng)改革具有重要意義。大量工程經(jīng)驗(yàn)表明，繼電保護(hù)是智能變電
站建設(shè)的重點(diǎn)所在。因此研究適應(yīng)智能變電站技術(shù)的繼電保護(hù)裝置十分迫切。本文結(jié)合對(duì)智能變電站繼電保護(hù)的分析,在110KV智能變電站建設(shè)
中，給出了繼電保護(hù)的配置原理、過(guò)程層繼電保護(hù)以及變電站層繼電保護(hù)等，進(jìn)而對(duì)其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了一些探討。
關(guān)鍵詞：110KV 智能變電站 繼電保護(hù) 過(guò)程層 變電站層
中圖分類(lèi)號(hào)：TM 77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)08-0170-02
作者簡(jiǎn)介：楊超（1 9 7 1 - ）, 男，四川綿陽(yáng)，本科、工程師，研究方向：電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制、繼電保護(hù)、智能電網(wǎng)。

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