智能變電站二次系統(tǒng)組成及實現(xiàn)方案研究

蔣黎明 曾鐵軍

引言：本文在對智能變電站二次系統(tǒng)進行深入分析后，指出目前二次設(shè)備裝置配置方案存在的局限性，并在此基礎(chǔ)上提出一種具體可操作的實現(xiàn)方式，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不同擁擠程度下母線保護和站域后備保護繼電保護性能的最優(yōu)化。

引言

目前智能變電站的實現(xiàn)方式還是采取常規(guī)變電站的二次設(shè)備功能模塊，只是將相關(guān)的二次設(shè)備的輸入輸出接口加以改變，進而符合IEC61850的通信規(guī)約，實現(xiàn)不同廠家二次設(shè)備相互通信之間數(shù)據(jù)的相互識別。

本文在對智能變電站二次系統(tǒng)進行分析，對繼電保護信息、測控信息、錄波裝置信息進行分析后，指出目前二次設(shè)備裝置配置方案存在的局限性，并在此基礎(chǔ)上提出一種具體可操作的實現(xiàn)方式。

一、現(xiàn)有二次系統(tǒng)組成與實現(xiàn)方案的局限性

根據(jù)《gb-t-14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》，目前的繼電保護裝置的設(shè)置原則之一是按間隔來設(shè)置，繼電保護裝置中實現(xiàn)主、后備保護，并且是集中組屏于相應(yīng)電壓場的保護小室中。由于未能考慮站外的出于安全穩(wěn)定的調(diào)度信息，電力系統(tǒng)會震蕩，甚至崩潰；保護動作判據(jù)多數(shù)是基于本間隔數(shù)據(jù)，但是該部分功能的信息采集和信息消費卻不在同一臺設(shè)備，從而可能出現(xiàn)傳輸失真甚至信號通道斷裂[1～4]，由于未能從全站的角度來綜合考慮相關(guān)信息，也影響了相關(guān)設(shè)備功能的性能，從而導(dǎo)致現(xiàn)有的繼電保護的后備保護只能犧牲快速性來保證選擇性。

二、一種智能變電站二次系統(tǒng)系統(tǒng)組成與實現(xiàn)方式

提出一種典型的智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)組成與實現(xiàn)方式，這里只考慮保護的單重化配置，雙重化可將與此相關(guān)的設(shè)備進行冗余配置。

如圖2所示的智能變電站二次系統(tǒng)系統(tǒng)由在過程層和間隔層的功能和設(shè)備組成發(fā)生了變化。過程層由線路和變壓器保護、增加功能后的合并單元、智能操作箱組成，安裝在現(xiàn)場；間隔層由站域后備保護、母線保護、測控、錄波器組成，集中組屏于保護小室。

該系統(tǒng)具體的實現(xiàn)方式：合并單元采集該間隔的CT、PT單元后，將原始的采樣值數(shù)據(jù)和處理后得到的數(shù)據(jù)送到線路和變壓器支路繼電保護裝置。線路和變壓器支路繼電保護裝置再接收線路對端的信息后，完成相關(guān)保護功能。合并單元根據(jù)過程層交換機組成的網(wǎng)絡(luò)性能決定往間隔層發(fā)送何種形式（采樣值、相量、方向數(shù)據(jù)）的電流電壓數(shù)據(jù)和斷路器、隔離刀閘、接地刀閘的位置數(shù)據(jù)。間隔層在原來三層兩網(wǎng)的模式基礎(chǔ)上增加站域后備保護設(shè)備，利用全站相關(guān)的信息來實現(xiàn)快速后備保護。相關(guān)二次設(shè)備性能有了如下的改善：

1）充分了利用了變電站站內(nèi)站外的二次設(shè)備信息。

2）合并單元中增加了共享信息處理層。

3）大大減少了數(shù)據(jù)傳輸出錯的概率，提高了繼電保護性能。

三、結(jié)語

本文提出二次設(shè)備系統(tǒng)組成與實現(xiàn)方案，可帶來繼電保護與整個電網(wǎng)安全穩(wěn)定的配合及全站范圍內(nèi)的快速后備保護等優(yōu)點，遵循智能變電站二次系統(tǒng)系統(tǒng)組成與實現(xiàn)原則，相關(guān)二次設(shè)備算法也將會有更高的性能，尤其是經(jīng)過裝置處理后的信息內(nèi)容將更加豐富，智能變電站二次設(shè)備的總體性能勢必將進一步提高。

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（作者單位：1.南華大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；2.南華大學(xué)電氣工程學(xué)院）

作者簡介

蔣黎明（1983-），男，博士，講師，研究方向：電網(wǎng)系統(tǒng)安全與防護。