110kV智能電子繼電保護問題

王再平

浙江省余姚市供電局，浙江余姚 315400

0 引言

近年來，智能變電站在變電站建設過程中得到了逐步的推廣，而智能電子繼電保護技術得到了迅速的推廣與應用。在常規變電站以及數字變電站的基礎上，智能變電站通過先進的數字技術，采用集成設計的方式，有效的提高了設備生產與=運行過程中的可靠性，同時在環境保護以及能源節約方面具有明顯的優勢。成為了下一代變電站發展的新趨勢。其中，電子繼電保護問題成為了智能變電站的重要技術問題，是整個變電站技術的關鍵。

1 智能變電站內繼電保護設備的配置

1.1 線路保護的設置

對于110kV的智能變電站，為了實現變電站站內保護和測控等功能，實現功能的一體化，最終達到對各個單套配置進行間隔保護配置的目的。在智能保護線路當中國，各個線路都是采用直接采樣、直接截斷斷路器的方式進行線路保護的。然后利用GOOSE網絡使得相應的斷路器失靈，同時啟動重合閘保護功能，該功能的具體設置電路圖如圖1所示。

圖1 線路保護實施方案

在該控制電路當中，各個線路間隔保護測量與控制裝置中除了利用GOOSE網絡來完成信息交換工作之外，都是采用點對點的連接方式實現信息的傳輸、單元合并、智能終端控制等功能，最終實現數據的采樣以及直接跳閘，不需要通過GOOSE網絡就能夠對電路實現斷路保護。而在電路以及母線上設置的電子式互感設備能夠從中獲得對應的電壓信號，在與相應的合并單元相連接之后，利用數據打包的方式完成數據的處理工作，然后利用通信光纖將信號傳輸至SV網絡和被保護測控設備當中。在對跨間隔信息測控裝置進行接入時，一般是通過GOOSE網絡進行信息傳輸的。

1.2 變壓器保護的設置

以變電站的具體規劃設計為基礎，110kV變壓器的電量保護可以根據兩套線路來進行設置，而在設置的過程中又可以采用主、后備保護相互分離的方式來進行設置，最終達到后備保護與策略設備一體化的目的，形成對變壓器保護的“雙保險”保護。

當當變電站保護電路采用的是雙套配置設置方式時，其兩側所采用的合并單元（MU）、智能終端設備等都需要對應的采用雙套保險配置的方式。與此同時，在線路的中性點電流、間隙電流線路以及其相對應的MU側都同時采用雙套保護設置。一旦變壓器出現故障，諸如：保護跳母聯、線路各分段斷路器以及閉鎖設備自投、啟動故障出現問題時，都能夠利用GOOSE網絡對故障設備信息進行傳輸，之后變壓器的各個保護設備以及智能終端通過GOOSE網絡來獲得并執行故障跳閘指令，將故障變壓器與各側端斷路器斷開。

而針對主變壓器的高、中、低壓側的職能終端設備，則應該盡量采用冗余配置的線路保護方式；針對主變壓器本體自身的智能終端則應該盡量采用單套配置的方式進行設置。在設置的過程中應該確保主變壓器自身的智能終端能夠通過開關非電量保護、本體非電量信號的上傳等功能進行線路保護。

1.3 母聯保護的設置

在設置母聯分段保護的設置時，其設置原理圖與圖1方案所設置的線路保護相類似，同時在結構方面也更為簡單。在對分段保護進行設置時，可以將合并單元與智能終端設備進行連接，最終達到不通過網絡數據直接采樣和保護跳閘功能就可以實現母聯保護跳閘的目的。

根據對應的規程，110kV的分段保護必須通過對應的單套配置方式才能達到保護和測控的目的。110kV的分段保護跳閘能夠采用點對點直接跳閘的方式，而其他的保護分段則必須采用GOOSE 網絡設置的方式才能達到母聯保護的目的。

2 智能繼電保護中實施的測試檢驗

繼電保護是整個確保電網安全、穩定運行的根本保證。因此，在設置的過程中應該以可靠性、選擇性以及靈敏性作為其設計方式的選擇以及設計原則，對站內繼電保護進行設置。

在智能變電站當中，由于采用了電子式互感設備，且在變壓器、斷路器等大量的以一次設備中加裝了智能處理單元，使得既有的保護裝置能夠利用光纖來進行信息傳遞，進而能夠利用網絡對設備進行控制。智能繼電保護帶來的這種現象就要求設備在變化之前必須對變電站設備進行測試。在測試的過程中，考慮到智能繼電設備的出現主要是對信息傳遞方式的改變，因此在進行邏輯功能檢驗的過程中盡量與原有保護系統保持一致，而是采用已經成熟的檢驗標準和方式，主要進行如下幾點內容的工作。

2.1 采用光數字保護測試儀進行信號采集

之前采用在輸入端輸入保護裝置電壓、電流的模擬信號的方式進行信號采集，而且傳統的保護測試儀器只能輸出一些模擬信號量。而在采用光數字保護測試儀之后，能夠直接將其接入到保護裝置的光線儀態網絡的輸入接口進行采樣和測試。采用這種方式獲得的信號不存在誤差，之前存在的零漂以及采樣精度檢驗等操作步驟都可以省略不計。但是，在設置的過程中應該盡量考慮存在跨越間隔數據要求的方式設置保護裝置的問題，尤其是在不同的間隔進行數據傳輸時，信號到達時間的同步性也應該進行確定，否則將難以滿足對應的保護裝置要求的設置。

2.2 積極利用GOOSE網絡的檢修可擴建安全性

在一、二次設備條件相同的情況下，與傳統的直接在保護節點跳閘然后保護方式相比，智能繼電保護設備是采用GOOSE網絡進行指令信息的傳遞，在將報文信息經過信息網絡發送到智能終端進行保護跳閘功能。通過這種方式，繼電保護能通過網絡信息控制的方式實現傳輸跳閘、相互隔離以及鎖閉信號的方式來進行保護。與傳統的回路方式相比，其在網絡可靠性以及檢修可擴建安全性方面具有明顯優勢。

2.3 實現了輸入、輸出信號的實時性與正確性

智能繼電保護裝置所傳輸的信號是建立在GOOSE網絡協議之上實現傳輸的，且整個智能網絡的傳輸所采用的通信信號也不再是24V、220V的直流電信號，而是具有優先級差別的GOOSE報文。通過這種方式進行組態實驗，對輸入、輸出信號進行驗證，達到確保輸入、輸出信號穩定可靠的目的。

[1]夏勇軍，蔡勇，陳宏，等.110 kV智能變電站繼電保護若干問題研究.湖北工業大學學報，2011，2：6-8.

[2]梁志良.對電力110kV變電站繼電保護的問題分析.城市建設理論研究(電子版)，2012(13)：23-26.